随着激光器的发明、低损耗光纤、光纤放大器等的研制成功，光纤通信进入了一个迅猛发展的时代，人们对于光传输器件和光控制器件需求越来越强烈。由此，基于不同结构不同材料的光电子器件如雨后春笋层出不穷，其中，基于聚合物的热光波导器件如光开关、光衰减器以及光互连等是如今非常热门、且具有吸引力的一个方向。这类器件的设计基础是聚合物薄膜波导的热光效应，即聚合物薄膜折射率随温度变化而变化的现象。因此，对于光波导中聚合物薄膜热光特性的基础研究具有非常重要的现实意义，然而，此类研究并没有得到足够的重视，相关的文献报道也较少，促使我们的研究瞄准这一方向。 在本文中，我们首先根据衰减全反射原理设计了基于非对称金属包覆波导结构的实验装置，用来测量聚合物薄膜的热光特性。与以往的测量方法相比，例如阿贝折射仪法，这种方法能够直接在波导的环境中研究聚合物的热光特性，使得实验结果更具实用参考价值。利用这～装置，我们首先对PMMA薄膜的热光系数进行了测量，并将实验结果与以往文献作了比较，论证了这种方法的可靠性和准确性。 聚合物种类众多，究竟何种体系的聚合物更加适合用来制作热光器件?针对这一问题，我们对不同体系包括主客参杂型、侧链型和交联型的聚合物薄膜热光特性进行深入的研究，分析了不同体系结构对热光特性的影响。在测量过程中发现了聚合物热光系数的各向异性(不同偏振态情况下热光系数不同)现象，对此我们进行了理论分析并结合实验分析认为，热光系数的各向异性与聚合物薄膜热膨胀各向异性和双折射有着密切的联系。 聚合物热光系数的各向异性会导致热光器件的偏振相关性。为解决这一问题，我们提出了用非线性光学中常用的手段一极化来减小热光特性的各向异性的设想。通过实验发现，合理的控制极化电压、极化时间等极化条件可以成功的降低聚合物热光系数的各向异性。结合表面等离子波共振激发二次谐波(SPR-SHG)的方法，我们发现取得最佳热光特性的极化条件与取得最大二阶电光系数的极化条件并不一致。 光漂白方法是构造聚合物波导常用的方法之一。在本文中，我们首次利用逆分析转移矩阵(IATM)的方法对聚合物波导折射率分布随光漂白时间的变化进行了测量，测得了最终完全漂白后的折射率。结合红外线光谱分析，合理的解释了聚合物的光漂白机制。在此基础上，对光漂白前后以及退火处理后的聚合物薄膜热光特性进行了测量，研究光漂白以及退火过程对热光特性的影响。 玻璃化转变温度(Tg)是聚合物的一个非常重要的参量，它对聚合物光学材料的实际应用有着很大的影响。针对玻璃化转变温度前后聚合物热膨胀发生突变从而引起热光系数随之变化的原理，用衰减全反射装置测量了Tg温度，并与传统的DSC方法进行了比较，证明了这种方法的可靠性和实用性。 总之，本文对聚合物的热光特性进行了较为系统的研究，希望本文的实验结果能够有助于热光波导器件的优化设计，对热光波导器件的最终实用起到一定的参考价值。