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完整的集成光学系统是由多种有源和无源器件构成。平面光波导是制备各种集成光学器件的基础。由于传统的溶胶—凝胶法在制备纯无机物薄膜时具有一些局限性，如单层膜厚较小(几百纳米)、厚膜容易开裂等，而平面光波导一个最基本的要求是膜厚较大(几个微米)，这样就使平面光波导薄膜的制备增加了一定的难度。有机—无机复合材料的出现有效解决了这种传统溶胶—凝胶法的弊端。本论文采用溶胶—凝胶法制备了TiO2/ormosil、ZrO2/ormosil和ZnO/ormosil三个系统的有机—无机复合平面波导膜和染料掺杂复合膜，利用红外光谱仪、紫外—可见光谱仪、荧光光谱仪、原子力显微镜、扫描电镜、热分析仪、棱镜耦合法、显微硬度计和粘度计等测试方法研究了制备工艺，包括有机、无机前驱物配比、加水量、溶剂加入量、溶胶老化时间以及热处理温度等对薄膜结构及光学性质的影响。
论文首先选取了γ—缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷(GLYMO)和三甲氧基硅烷丙基丙烯酸酯(TMSPM)两种典型的有机硅烷作为制备有机—无机复合膜的前驱物，比较了二者在溶胶制备、复合膜结构和性质方面的差别。实验结果表明，在相同制备条件下，选用GLYMO制备的复合膜品质优于TMSPM，从而确定采用GLYMO作为制备复合波导膜的有机前驱物。
论文着重研究了TiO2/GLYMO复合膜的制备和性质。实验结果表明，150℃热处理2h即可获得透明、致密且较硬的薄膜。溶胶在不同的老化时间内，可得到膜厚0.307～16.11μm，折射率1.53～1.55(632.8nm)的单层膜。在632.8nm波长下，平面波导损耗小于1dB/cm，实验得出，起始溶胶中前驱物摩尔百分比为GLYMO：Ti(OBu)4=80％：20％，老化3天所制备的复合膜品质最优。低温热处理对TiO2/GLYMO复合膜中染料的光谱性质产生了不同的影响，随着热处理温度升高，RB、R6G、PM567和PM597的荧光光谱强度降低，吸收和荧光峰位不变。但是kitonred的荧光光谱强度明显增加，并且吸收和荧光峰位蓝移。论文中还对SiO2/TiO2/GLYMO三元复合膜作了研究，结果表明，不同的溶胶加水量使SiO2/TiO2/GLYMO三元复合膜的折射率和厚度不同，并且随着加水量增加，薄膜表面粗糙度增大，损耗变大，而且过量的加水量还会引起复合膜透光率大大下降。
论文对ZrO2/GLYMO复合膜作了简单研究。实验结果表明，当溶剂添加量较多时，复合膜折射率和厚度都较小，透光率较高，传输损耗增大。TiO2/GLYMO复合膜与之相比具有较小的传输损耗。ZrO2/GLYMO复合膜中染料的吸收和荧光性质与TiO2/GLYMO复合膜具有相似的结果。
论文最后初步探索了ZnO/GLYMO复合膜的制备工艺。实验结果表明，采用二水合乙酸锌和GLYMO可以制备出无色、透明、表面光滑且无裂纹的ZnO/GLYMO复合膜。但是复合膜折射率较低，不适合在载波片上形成平面波导。