随着科学技术的不断进步，人们对于光学材料的需求越来越大。与此同时，人们对光学材料的功能化也提出了更高的要求，人们不仅希望光学材料具有良好的光学性质，同时也希望材料具有良好的稳定性，易加工性，耐热性。因此，传统的无机材料和有机材料已经很难满足人们对于光学材料功能性的要求。随着纳米技术的发展，纳米复合光学材料由于其兼顾了无机材料的稳定性，有机材料的易加工性和折射率可控等特点而越来越多的受到人们的广泛关注。纳米复合光学材料在电子学，光学，机械等方面表现出强大的应用前景。在本论文中，我们成功地将具有不同折射率的纳米材料引入到有机体系中，得到了一系列功能性的纳米复合光学薄膜。在第一部分中，在不需要进行化学修饰的条件下，我们将低折射率的介孔二氧化硅微球引入二氧化硅溶胶中，得到了具有仿生形貌的复合涂层。涂层具有良好的减反射防雾耐磨性能。经涂层处理后的玻璃基底在可见光区的光透过率可达99%以上，水滴在涂层表面铺展时间为158毫秒，涂层经负重300g钢丝棉摩擦后性质没有变化。在第二部分中，我们将商品化的晶态硅纳米粒子进行了表面修饰，使其可以稳定分散在常用有机溶剂中。接下来，我们将表面修饰后的晶态硅纳米粒子引入到不同的溶胶和聚合物中，得到了一系列具有高透明性，高折射率，高阿贝数的复合光学薄膜。膜层折射率可达1.990，同时膜层在可见光区透过率高于70%。在第三部分中，我们将单层氧化石墨烯经化学修饰使其可以以单层形式稳定分散，并将这种修饰后的单层氧化石墨烯复合进不同的有机体系中，并利用水合肼还原氧化石墨烯制备了一系列石墨烯掺杂的高折射率复合光学薄膜。膜层的折射率可达1.936，同时膜层在可见光区透过率在80%以上。