针对白光LED光谱与自然光谱的不同, 讨论了采用光学薄膜改善白光LED光谱的可行性, 同时提出了一种利用光学薄膜消除白光LED发光光谱中蓝光成份的方法, 设计了光学薄膜的透过率曲线, 并分析了其可行性.针对单色LED光谱随温度不同发生变化的特点, 根据分析样品在4.9°、24°和49°三种环境温度下的光谱分布, 设计了一种光学薄膜的透过率曲线, 分析利用该设计薄膜改善单色LED光谱温度稳定性的可行性及结果.研究结果表明, 在保证白光LED出光效率的前提下, 仅靠在发光芯片上镀制光学薄膜的方式并不能改善光谱的结构, 而使之与自然光中的可见光谱相似.采用设计的光学薄膜, 可以消除白光LED发光光谱中的蓝光波段, 提高光谱的舒适性.在4.9°、24°和49°三种环境温度下, 利用设计的薄膜可将分析LED的发光光谱的中心波长稳定在700 nm附近, 相对发光强度稳定在0.2附近, 不同温度时光谱分布的相似性也有了较大的改善, 研究结果有助于LED照明光源的进一步应用.

大角度倾斜入射时，光学薄膜表现出强烈的偏振效应。入射光S分量和P分量的反射率和透射率曲线，以及反射或透射引起的两个分量的相位变化都不再相同，彼此有一定的偏振分离。通过对产生偏振效应内在原因的分析，采用一个在近红外波段对于45°倾斜入射光的S分量和P分量等效导纳非常接近的膜系结构，结合单纯形法优化算法，设计得到一个1 500～1 600 nm范围内反射率都是50％的近红外消偏振分光膜。结果显示，在45°入射时，S分量和P分量的反射率曲线偏振分离小，反射和透射引起的相位变化也控制在很小范围。

大角度倾斜入射时，光学薄膜表现出强烈的偏振效应。这一现象在大部分应用场合会带来系统光学性能的劣变，然而控制偏振效应的光学薄膜设计是困难的。分析了产生偏振效应的内在原因，采用由三种全介质材料构成的四层膜堆和等效层结构膜堆组合得到初始膜系，结合单纯形法和共轭梯度法的多级优化，设计了1300~1330 nm和1535~1565 nm两个波段范围内分光比都为11的近红外双波段消偏振分光膜。结果显示，在45°入射时，在两个工作波段的s分量和p分量的反射率曲线偏振分离小，反射和透射引起的相位变化也控制在很小范围。

An explicit model from the matrix method is utilized to describe the measurement sensitivity of the photothermal detuning technique dependent on the polarization of the probe beam. Numerical results show that the optimal probe wavelengths and the slope of the main spectral band edges are different for both s- and p-polarized beams with the same incident angle. Compared with the random polarized probe beam at the larger incident angle, the measurement sensitivity can be improved approximately twice over with the p- and s-polarized probe beams under the optimal condition.

Antireflection coatings are very important for high-efficiency solar cells. An ideal antireflection structure should lead to zero reflection loss on solar-cell surfaces over an extended solar spectral range for all angles of incidence. Based on the optical thin-film theory, two multilayer structures are adopted as initial stacks in two conditions, respectively. With the aid of a conjugate graduate optimized method, the incident angles of antireflection coating are 0°–60°, the working wavelength range is 400–1200 nm, and two broadband and wide-angle antireflections are designed. The results show that they can all evidently reduce residual reflection.

分光膜都是倾斜使用的，不可避免地存在S和P2个偏振分量的分离。在许多实际应用中，这是一个迫切需要解决的刺手难题。基于Thelen和Costich理论，选择初始膜系材料和结构，并在Needle合成法与Conjugate graduate精炼法的帮助下，采用全介质材料设计了532nm，633nm和1315nm三波长宽角度消偏振平板型分光膜，空气中入射角的变化范围为45°±5°。结果表明：在宽角度范围内，此膜系在(532±10)nm，(633±10)nm和(1315±10)nm范围的偏振分离都能比较好地满足消偏振要求。

光学薄膜中已使用的优化方法都是单目标寻优的,通过分析光学薄膜优化设计的原理,将薄膜设计的物理问题归结为混合离散变量的多目标优化设计的数学模型,并认为这是薄膜设计的一般性模型,现行的单目标优化算法只是这个模型的简化。基于这一新思路,并结合多目标优化算法的研究现状,采用了一种基于免疫应答原理的智能型多目标优化算法。该算法隐含并行处理能力,原理上是具备全局搜索能力的自适应随机性算法。将此算法运用到光学薄膜设计中,给出了一些优化的设计实例。结果表明,将多目标优化算法引入薄膜设计的新思路是可行的,将来会有较好的发展前景。

光线倾斜入射时,膜层不可避免地会产生偏振效应.对于大部分实际应用,此现象带来的是系统性能的劣变,必须予以消除或减少.光学薄膜的消偏振是一个非常棘手的薄膜设计问题,目前仍然缺乏一种普遍适用的一般性方法.许多论文曾致力于这一问题的研究,文章较全面地叙述了这一领域研究过程中所提出的方法,包括单波长和宽波段的消偏振技术研究的现状和进展.这些方法可以在一定条件一定程度上取得比较好的消偏振效果,具有比较重要的理论意义.

利用介质薄膜中包裹物的热理论模型,结合S.Papernov 等利用电子束蒸发技术在熔融石英上沉积含Au包裹物的HfO2薄膜实验,得出Au的吸收截面.以包裹物Au为例,计算了脉冲激光作用下不同包裹物半径对损伤阈值的影响,分析了重复率脉冲激光作用下薄膜损伤阈值的变化及重复频率与激光损伤阈值的关系.结果表明:随着包裹物半径的增加,激光损伤阈值先减小,接着增加而后再减小.激光损伤阈值与脉冲宽度的0.4次方成正比.随着脉冲重复频率的增加,激光损伤阈值单调下降,产生损伤所需的最小脉冲数则单调上升.

利用Needle合成法与Conjugate graduate精炼法,并基于Thelen和Costich的理论选择初始膜系的材料和结构,设计了532,633和1 315 nm三波长消偏振平板型分光膜.结果表明,此膜系在(532±10), (633±10)和(1 315±10) nm范围内的偏振分离都非常小.对于532,633和1 315 nm 3个波长位置的消偏振要求,入射角的合理变化范围可以是45±2°.