提出将均质多层膜系设计中的缓冲层概念引入到反射导模共振(GMR)滤光片的设计中,通过严格的耦合波理论精确计算,研究了加入缓冲层对改善导模共振滤光片反射峰边带截止深度及截止宽度的作用。双层导模共振滤光片结构中,入射光为TE偏振光时,设计增加97.5 nm缓冲层后,能够明显地展宽反射光谱范围。由原来的192.4 nm展宽到345.6 nm,并且在650～1250 nm波长范围内的边带截止度均比不含缓冲层结构的要深。入射光为TM偏振光,以类似TE结构的滤光片在布儒斯特角入射时,在700～1300 nm波长范围内,较不含缓冲层的结构,也能够获得更宽的截止带反射光谱和更深的截止度。在提出的膜系结构中,经过优化膜系、选择合适的光栅参数等,可以使反射光谱具有更好的截止特性,同时保证设计的共振峰位置不变。

在传统遗传算法(GA)基础上，通过引入标准偏差函数构造了新的适应度函数，同时提出了一种自动降温的方法来控制退火选择策略中的温度。将这种改进的实数编码遗传算法(FGA)和单纯型算法(SA)有机结合起来，形成了新的膜系优化算法－实数编码遗传和单纯形混合算法，并编制了优化程序。实例表明该算法优化性能优越，既具有强大全局搜索能力，又能很好地实现局部搜索功能。用该算法实现了中心波长534 nm，带宽35 nm的可见光波段凹陷滤波器和高性能中性分束镜。

采用双半波法布里-珀罗(F-P)干涉滤光片结构设计了中心波长在121.6 nm 的窄带滤光片,其峰值透射率为6.78%,通带半宽度为10.7 nm。通过设计、制备和测量峰值波长在217 nm的滤光片验证了设计用到的光学常数和膜厚定标都比较精确。在此基础上制备了121.6 nm的窄带滤光片,到合肥同步辐射实验室测量的结果是中心波长在120.74 nm,峰值透射率为5.94%,通带半宽度为12 nm。可以看出实际制备的滤光片和预先设计的基本吻合但还是有一定的偏差,最后对实际测量的和理论设计的偏差进行了分析。

采用真空热蒸发和电子束蒸发方法,制备了Al和MgF2 多层滤光膜,并在100,150,200,300 ℃的真空环境中进行了热处理,考察了真空热处理温度对多层滤光膜光谱、形貌和环境稳定特性的影响.结果表明,经过真空热处理后,滤光膜表面粗糙度降低,峰值透射率升高,半宽度增大.随着在实验室干燥环境中放置时间的增加,未热处理以及300 ℃热处理样品的透射率峰位向长波方向有较大的移动,峰值透射率降低,可见光抑制特性减弱.而150,200 ℃热处理样品的透射率峰位移动很小,峰值透射率及可见光抑制特性基本保持不变,具有很好的环境稳定性.

将均质多层膜系设计中的缓冲层概念引入到反射导模共振滤光片的设计中,以研究缓冲层的增加对导模共振滤光片反射光谱特性的影响。设计并通过严格的耦合波理论计算了一、二、三、四通道导模共振反射滤光片光谱特性。在膜系设计中增加缓冲层后,随着其厚度的逐渐增加,反射光谱中依次出现二、三、四个窄带反射峰; 缓冲层厚度为796.35 nm时,当滤光片光栅层占空比在0.2～0.9范围内、光栅深度在100～200 nm变化时,共振峰的位置、反射率峰值高度几乎不变,保持了很好的多通道滤光片特性。

窄带高反射滤光膜在光通讯、光学探测仪器等领域有着重要应用。探讨了“基片H(LH)m1αL(HL)m2βCrM空气”膜系结构的窄带高反射滤光膜系,讨论了金属Cr层厚度,以及两种不同的匹配膜系对滤光膜特性的影响,计算了Cr层内部的电场分布。结果表明,较厚的金属层可实现更宽的截止带宽,匹配层的加入有效地实现了宽截止带的深截止,使中心波长处导纳为较大值的匹配膜系可以更好地实现滤光膜宽截止、窄带高反射特性;匹配膜层使中心波长处Cr层内部的电场强度趋于零,有效地降低了整个膜系的吸收,提高了反射率。

利用直流磁控溅射方法和提拉法制备了自支撑Zr/ C8H8复合滤光膜和C8H8滤光膜.用同步辐射光源测量了滤光膜对软X射线的透射率,用俄歇电子能谱分析了膜中的元素含量.结果表明,虽然C8H8薄膜的加入在一定程度上降低了Zr滤光膜在软X射线波段的透射率,但较好地阻止了存储和使用过程中氧、氮等杂质对Zr金属膜的入侵,有效地改善了滤光膜的环境稳定性;同时很好地改善了Zr滤光膜的力学性能和表面面形,使制备的成品率提高了20%.

利用真空热蒸发的方法制备了厚度为0.28～0.40 μm的硬脂酸钠薄膜,并用光学显微镜和傅里叶红外光谱仪对硬脂酸钠薄膜进行了观察和分析,发现硬脂酸钠薄膜的红外光谱和固体的光谱具有相似性.在空气环境中硬脂酸钠薄膜不易潮解,在选择的无水脱膜溶液中,容易脱出无明显针孔的自支撑Al膜.用俄歇电子能谱测试,未发现脱出的Al膜上有残留的硬脂酸钠脱膜剂.