多孔型阳极氧化铝(AAO)薄膜以其自身特有的孔道型微纳结构、可调控的光学参数等特点,被广泛应用于各个领域,涵盖生物传感器件、光电转换器件、超级电容器件、光波导器件、场增强器件、光催化、光谱增强探测等领域。其内部结构参数可以通过控制制备条件中的各项参数而调节,同时内部结构参数也决定了材料表观的光学参数。因此,我们可以通过控制整个多孔型氧化铝薄膜材料的制备过程来实现对薄膜材料结构的制备与控制,具体包含薄膜基底材料、电化学过程中的电位高低、反应过程时间电解质的成分、电解质溶液浓度、温度变化等。在制备条件与材料参数之间,需要结合表征手段建立起线性直接的关系从而实现可控参数细节的薄膜材料制备。对薄膜材料的参数分析,传统的分析手段局限于扫描电子显微镜、原子力显微镜等成像手段,近年来随着各种光学仪器分辨率水平的提高,,椭圆偏振光谱分析技术的分辨率与实用性也随之提高,在薄膜材料性质分析中的应用优势日益明显。应用椭圆偏振光谱分析技术,可以对薄膜样品进行无损无接触的探测并同时得到样品的精细结构、厚度、光学参数等信息。相比传统的成像分析表征手段,椭圆偏振光谱分析技术得到的信息更全面,探测方式更高效,相比扫描电子显微镜等微观探测手段其具有更广阔的探测面积,因此得到的样品参数更具有平均意义,对于薄膜材料表征而言,这是十分重要的。结合多孔型阳极氧化铝薄膜的制备及应用,与椭圆偏振光谱测量技术,本文研究内容主要分以下几个部分:(1)结合真空蒸镀技术,在玻璃基片上蒸镀金属铝膜,以恒定电解质、电解液浓度、环境温度条件下制备玻璃基底多孔型氧化铝薄膜,通过调节氧化电位的变化与金属铝膜的厚度,制备结构与光学参数不同的多孔型氧化铝功能薄膜。以椭圆偏振光谱分析技术,表征其内部精细结构参数,包括孔隙率、层状结构、薄膜厚度等。通过合理的建模拟合,得到玻璃基底多孔型氧化铝薄膜的内部结构6层分层结构的描述,并给出每一层的结构信息,提出了玻璃基底多孔型氧化铝薄膜的折射率决定层与表面粗糙层两层多孔结构的分层结构。(2)利用椭圆偏振光谱拟合与结构参数分析,得到薄膜折射率决定层的色散曲线,以不同氧化电压和不同薄膜厚度为横坐标,建立折射率与制备条件的线性关系,并以此为制备条件选择基础,制备出符合平面光波导传感器件要求的光学参数可调节、薄膜厚度与分层结构可控制、精细结构信息明确的玻璃基底多孔型氧化铝薄膜。(3)通过时域有限差分算法与自行搭建的光学传感器件测试系统,测试以制备条件-薄膜参数相关曲线为理论基础制备的特定光学参数的玻璃基底多孔型氧化铝薄膜光波导器件的性能,描述我们制备的玻璃基底多孔型氧化铝薄膜平面波导器件的功能实现过程,并以此实验数据证明椭圆偏振光谱拟合得到的数据的可靠性。