随着光纤通信和集成光学的发展，硅基光波导成为光纤通信与光电子学领域研究和应用的热点。光波导器件的开发需要光波导薄膜材料的研制。由于溶胶-凝胶法制膜方便，工艺简单，因此在光波导薄膜的制备中得到了广泛的应用。本文的主要工作是用溶胶-凝胶法制备的SiO₂-Al₂O₃系光导膜及光波导分束器。首先利用溶胶-凝胶技术与化学修饰相结合的方法，以有机硅氧烷（MAPTMS）和丁氧醇铝为原料，苯酰丙酮（BzAcH）为化学修饰剂，配制出感光性的SiO₂／Al₂O₃溶胶。然后采用浸渍提拉法，在Si基SiO₂包层材料上制得SiO₂／Al₂O₃光导膜，薄膜厚度为4.3μm，折射率为1.559。利用SiO₂／Al₂O₃薄膜良好的感光特性，结合紫外掩模法，制得了单模光波导、1xN（N=2，4）Y分支光分束器和1×N（N=4，8）多模干涉光分束器。对所制备的单模光波导、1×2Y分支和1×4多模干涉光分束器进行了通光实验，结果表明，1.53～1.56μm波长的光能被限制在光波导内，实现了光的传输与分束。进一步在上述制备的SiO₂／Al₂O₃溶胶中，通过添加聚乙二醇（PEG）形成交联结构，可以有效地提高薄膜的厚度，发现添加PEG的凝胶膜（SiO₂／Al₂O₃／PEG）经200℃热处理1h后，薄膜厚度可达15μm。而且这种凝胶膜在325nm附近具有吸收峰，表明薄膜仍具有紫外感光特性。利用这一特性，采用紫外掩模法，可以制作SiO₂／Al₂O₃／PEG薄膜的微细图形，通过热处理可以获得线宽约为100μm的波导阵列图形。