湿度在工业、农业、科学研究等各个国计民生领域发挥着重要作用,随着人们对湿度监测和控制的需求日益增长,湿度传感器的研究,经过多年的努力,取得了长足发展。湿敏材料是大多数湿度传感器的核心部分,直接决定湿度传感器的性能。目前,多孔薄膜和纳米管等材料是最常用的湿敏材料,因为多孔结构和纳米管有利于吸附更多的水分子,从而提高传感器的灵敏度,但是却不利于水分子的快速脱附,会增加传感器的恢复时间。基于二氧化钛优良的物理性质和化学稳定性,本论文设计并制备了基于强度调制的二氧化钛基薄膜型光学湿度传感器,表征了湿敏材料的晶体结构、表面形貌以及润湿性等物理性质,研究了光学湿度传感器的湿敏性能,探究了薄膜层数、煅烧温度对传感器性能的影响,并提出和验证了传感机理。具体结论如下:（1）采用改进提拉法制备的二氧化钛薄膜在400℃煅烧条件下表现为锐钛矿型,表面光滑,均方根粗糙度为2.6±0.3 nm,平均晶粒尺寸为20.8 nm,无需紫外光的照射即表现出超亲水性。（2）基于400℃煅烧的单层二氧化钛薄膜的光学湿度传感器表现出最佳性能:在低、高湿度范围分别表现出良好的线性关系,拟合度分别为0.994和0.990;灵敏度为1.309μw/%RH,响应/恢复时间分别为27 s和23 s;具有良好的稳定性和重复性。（3）穿过湿敏材料的输出光功率随着相对湿度的增加而下降,主要归因于空气中的水分子在TiO₂薄膜表面吸附而使入射光发生散射。在低湿度范围内,水分子在湿敏薄膜表面主要是化学吸附,较弱的光散射作用导致较低的灵敏度;在高湿度范围内,薄膜表面吸附大量水分子,形成水滴,强烈的散射作用使光强迅速下降,从而获得较高的灵敏度。（4）基于TiO₂-ZrO₂薄膜的光学湿度传感器在低、高湿度范围内呈现出明显的线性关系,但在低湿度范围内输出光功率随相对湿度的变化不明显。