近年来,光开关因其高速度、低损耗等优点被广泛应用在光通信领域。偶氮苯（Azo）具有良好的光异构化特性,可以应用于光开关。本文通过结合溶胶-凝胶技术与旋涂方法,分别制备了掺Azo的二氧化钛基和二氧化锗基有机-无机复合薄膜。研究了不同热处理温度以及不同偶氮含量下两种有机-无机复合薄膜的表面粗糙度、光化学结构特性以及光响应特性等。此外,在二氧化钛基复合薄膜体系中引入了分散红1有机染料分子,研究了该复合薄膜的三阶非线性特性。具体研究内容如下:首先,研究了热处理温度为50-500℃下掺Azo二氧化钛基有机-无机复合薄膜的表面粗糙度,光波导模式以及光化学结构特性。结果表明在低于200℃的热处理温度下,薄膜表面光滑、粗糙度低,光波导特性良好,光化学结构稳定,薄膜折射率变化较小,厚度随着温度的升高逐渐减小。研究了热处理温度在200℃以下薄膜的光响应特性,结果表明该复合薄膜在波长分别为350nm和450nm处有明显的吸收峰。进一步,通过使用紫外光和可见光对该复合薄膜交替照射,对薄膜光开关性能进行了研究,得到光开关周期为5,光响应时间为20s的光开关性能曲线。此外,研究了Azo含量分别为1wt.%,3wt.%和5wt.%的二氧化钛基薄膜的折射率和厚度,以及光化学结构特性。结果表明,偶氮含量与折射率厚度成正比,但是对傅里红外光谱的影响较小。还研究了不同偶氮含量下的光响应特性,结果显示,在Azo含量为3wt.%时光响应特性最佳。其次,研究了50-500℃热处理温度下掺Azo二氧化锗基复合薄膜的表面粗糙度、光波导模式和光化学结构特性。结果表明在低于200℃的热处理温度下,薄膜表面光滑、粗糙度约为0.83 nm;存在两个或者两个以上的横向电场（TE）导波模式;光化学结构稳定;薄膜的折射率在200℃时最小。进一步,通过紫外-可见光交替照射的方法,研究了该复合薄膜光开关性能。结果表明,该薄膜中的Azo发生了光异构化,使得薄膜具有较好的光开关性能。最后,采用紫外纳米压印的方法,在薄膜上制备不同形状的微结构。包括条形波导阵列、圆形和六边形微透镜阵列。此外,在薄膜材料体系中引入分散红1,通过Z扫描技术,测试了掺Azo和分散红1二氧化钛基有机-无机复合薄膜的三阶非线性特性。分别研究了Azo和分散红1的含量对复合薄膜三阶非线性特性的影响。有望得到光开关性能更佳的复合薄膜材料,这在光电子学领域有重要的应用价值。