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平面光波导是光集成的基础结构。本文在系统综述有源和无源平面光波导材料研究进展、前景和面临的主要问题的基础上，应用溶胶—凝胶技术，以TEOS和ZrOCl2·8H2O为先驱体，研制了用于有源光波导基质材料的ZrO2—SiO2二元系统凝胶玻璃块材和薄膜。研究了ZrO2—SiO2二元系统凝胶玻璃中，体系组分、热处理温度等对系统折射率的影响，确认了影响ZrO2—SiO2二元系统薄膜折射率和厚度的几个主要因素及相应的控制技术，探明了薄膜折射率与薄膜组分、热处理温度的内在关系，实现了薄膜厚度和薄膜折射率在一定范围内的连续可调，为研制一类新型的通信窗口有源光波导材料提供了基质材料的设计思想、制备技术和必要的理论积累。 ZrO2—SiO2二元系统凝胶玻璃中，随ZrO2含量的增加，凝胶玻璃的折射率按线性规律增大。随着热处理温度的提高，凝胶玻璃的折射率也随之增加，并且在相同的热处理温度条件下，对于不同组成的凝胶玻璃，其折射率仍随ZrO2含量的增加线性增大，但过高的热处理温度（大于150℃）对于折射率提高已无明显作用。因此，通过调节组分和改变热处理工艺可按需要制备出具有一定折射率的ZrO2—SiO2二元凝胶玻璃。 在ZrO2—SiO2二元系统薄膜中，随着ZrO2含量的增加，薄膜的折射率也随之增加，但因未经热处理的薄膜样品中存在大量的水分和有机组分，组分和折射率偏离了线性关系。对于同一组成的薄膜，经过热处理后，薄膜折射率比未处理前有所增加，总体来看，热处理温度越高薄膜折射率越高，但热处理温度高于100℃时，折射率增加已不明显。对于不同组成的薄膜，随着热处理温度的提高，薄膜的折射率与组成的线性关系越来越显著。当温度达到100℃时，有机物和水分的挥发已经比较完全，结构趋于致密，折射率与组成呈线性关系。 薄膜的光损耗主要来自光散射，以及部分光吸收。100℃的热处理将导致光损耗（1547nm）从室温下的1.86±0.05dB/cm增加到3.15±0.02dB/cm。