对Sb₂Te₃薄膜的结构、线性光学及非线性吸收性质的Ti掺杂影响进行了系统性探究。利用磁控溅射和高温退火手段制备了不同Ti掺杂浓度的晶态Sb₂Te₃薄膜。X射线光电子能谱分析显示Sb₂Te₃薄膜中的Ti元素以Ti⁴⁺化学态以TiTe₂的形式存在。线性光学性质结果表明，在保持非线性器件中宽工作波长特性的同时，Ti掺杂可以提高Sb₂Te₃薄膜的透射率，并降低光学带隙从1.32 eV至1.25 eV，根据Burstein-Moss理论，这取决于载流子的减少。利用自主搭建的开孔Z扫描系统，测试了薄膜样品在132 GW/cm²强度下800 nm飞秒激光激发的非线性吸收性质，结果显示的Ti掺杂引起的饱和吸收可调谐行为可归因于光学带隙减小与晶化抑制的竞争效应。此外，Ti掺杂将Sb₂Te₃薄膜的激光损伤阈值从188.6 GW/cm²提高到了265.5 GW/cm²。总而言之，Ti掺杂Sb₂Te₃薄膜在非线性光学器件领域具有广泛的应用前景。

理论上研究了吸收层材料的光学常数，该常数满足从紫外线到近红外波长范围的四层结构的光子-热转换的高效率。通过使用有效介质近似（EMA）模型，复合材料（金属陶瓷）的光学性能与模拟材料的光学性能非常吻合。此外，提出了使用Ti-MgF₂金属陶瓷作为吸收层的具有高光子-热转换效率的四层膜结构，其在300~1 600 nm的波长范围内具有约95.1％的高吸收率。研究结果为实现高效率的光热转换器件提供了新途径，显示了优良的应用前景。

理论优化并成功制备了一种以W-SiO₂双金属陶瓷作为吸收层的太阳能选择性吸收薄膜，同时提高了薄膜在太阳辐射波段的吸收并降低了在红外波段的热辐射。研究了包括金属反射层材料、吸收层金属体积分数等因素对薄膜整体吸收效率的影响。基于对Si和K9玻璃基底上生长的不同金属体积分数的W-SiO₂陶瓷薄膜光学常数的研究，利用磁控溅射方法制备出如下膜系：W（~150 nm）/ W-SiO₂（94 nm，0.67HVF）/ W-SiO₂（34 nm，0.27LVF）/ SiO₂（47 nm）。膜系实际测量结果与仿真结果完全吻合，在250∼1 500 nm宽光谱波段实现了高达95.3%的吸收率，并且在600 K温度下达到0.124的低热辐射率。该四层膜系结构简单，易于制备，有很强的实际应用前景。