硫系非晶态半导体材料在近远红外域有很好的透光性,具有较低的本征损耗,以及有制备光波导的优点等。因此,近些年来,人们对非晶硫化物半导体的研究越来越多,特别是在光的作用下,能产生许多光致效应,它在光波导、光电子集成器件、热成像、远距离传感、耦合器制作、以及光学计算机用光学部件的制作等领域有着广泛的应用。本论文主要围绕硫系As₂S₈非晶态半导体材料在集成光学领域的应用开展研究工作的。论文首先扼要地介绍了平板波导的基础理论,着重阐述棱镜耦合理论,并详细地讨论了使用棱镜耦合技术测量薄膜波导的折射率和厚度。在As₂S₈薄膜分子结构上,认为As₂S₈蒸镀膜的分子结构模型存在亲价对C3 + C1?、孤对电子、链式结构S-S及稳定的金字塔结构As-S,导致在能级结构上存在缺陷态或局域态能级,建立了As₂S₈能带模型。对照其它分子结构,如As2S3、As1S9、As3S7,合理地解释了只在As₂S₈材料中观察到得的显著的光阻断效应。光阻断效应除了跟光抽运作用有关,还可能取决于硫原子活动性强弱以及由此造成的次能级容易程度和次能级密度大小有关。在光阻断效应中,带隙光和窄带隙光扮演不同的角色,分别起着“积累”和“消耗“次能级电子的作用。在As₂S₈薄膜的光致结构变化效应方面的研究,主要考察了光照作用、退火处理以及光照与退火的关连作用下, As₂S₈薄膜波导的折变效应和薄膜厚度的变化情况。蒸镀的As₂S₈薄膜在紫外光照下,折射率增大,最后达到饱和状态。退火态的As₂S₈薄膜在玻璃化温度下退火,折射率存在可逆现象。淀积态和退火态两种膜系的As₂S₈薄膜光照后,薄膜厚度变薄,呈现体积缩小。非晶As₂S₈半导体材料在光波导领域的研究:首先实验研究制备As₂S₈条形波导的工艺,提出了光激励法制备硫系非晶态半导体条形波导的技术;在此基础上,实验考察了As₂S₈条形波导的光阻断效应,发现As₂S₈条形波导的光阻断效应存在,并具有光光开关功能。在As₂S₈光波导的应用方面,基于As₂S₈条波导的光阻断效应特点,初步成功地制作了一种新型的As₂S₈波导型光截止器件。同时,提出LiNbO3-As₂S₈复合波导型光截止器的设计,可以实现光学神经元突触权重效应中的正值、零值和负值三种状态。实验初步研究了As₂S₈薄膜的光生伏特效应,指出存在的“增强”现象与光阻断效应的机理是一致的,应用这种现象,增加额外的辅助抽运光可能改善光阻断恢复时间特性。