为了研制低损耗、高性能的193 nm氟化物增透膜，研究了基底和不同氟化物材料组合对氟化物增透膜的影响。在熔石英基底上，将挡板法和预镀层技术相结合，采用热舟蒸发方式制备了不同氟化物材料组合增透膜，对增透膜的剩余反射率和光学损耗等光学特性，以及表面粗糙度和应力等特性进行了测量和比较。在分析比较和优化的基础上，设计制备的3层1/4波长规整膜系AlF3/LaF3增透膜在193 nm的剩余反射率低于0.14%，单面镀膜增透膜的透射率为93.85%，增透膜表面均方根粗糙度为0.979 nm,总的损耗约为6％。要得到高性能的193 nm增透膜，应选用超级抛光基底。

为了研制低损耗、高性能的157 nm薄膜,研究了常用的六种宽带隙氟化物薄膜材料.制备和研究了六种氟化物单层膜,并以不同高低折射率材料对,设计制备了157 nm高反膜和增透膜;讨论和比较了不同氟化物材料对所组成的高反膜和增透膜的反射率、透射率、光学损耗等特性.结果表明,采用NdF3/AlF3 材料对设计制备的157 nm高反膜的透过率为1.7%,反射率接近93%,散射损耗为2.46%,已经与吸收损耗相当;以AlF3/LaF3材料对设计制备的157 nm增透膜的剩余反射率低于0.17%.

利用电子束蒸发方法, 在不同沉积温度 (50~350 ℃)下制备了Sc2O3薄膜。分别用分光光度计, 小角掠入射X射线衍射仪和轮廓仪测试了薄膜样品的光谱、微结构和表面粗糙度信息, 并用薄膜分析软件Essential Macleod计算了Sc2O3薄膜的折射率和消光系数。结果表明：随着沉积温度升高, Sc2O3薄膜结晶程度增强, 晶粒尺寸增大, 且较高的沉积温度有利于获得较高的折射率。最后用355 nm, 8 ns的三倍频Nd:YAG激光器测试了其激光损伤阈值(LIDT), 最大值为2.6 J/cm2, 且阈值与薄膜的消光系数、表面粗糙度、光学损耗均呈现相反的变化趋势。用光学显微镜和扫描电子显微镜表征了该薄膜的破坏形貌, 详细分析了薄膜在不同激光能量作用下破坏的发展过程, 以及Sc2O3薄膜在355 nm紫外激光作用下LIDT与制备工艺的关系, 重点分析了355 nm激光作用下薄膜的破坏机理。

为了研制低损耗、高性能的193 nm氟化物高反膜,对193 nm氟化物高反膜的设计、制备与性能分析进行了深入探讨。用挡板法和预镀层技术相结合,实现了在现有镀膜机上对193 nm薄膜的膜厚控制。在熔石英基底(JGS1)上,用热舟蒸发制备了不同氟化物材料组合高反膜,对不同氟化物材料组合高反膜的反射率、透射率和光学损耗等光学特性,横截面形貌和表面粗糙度等微结构以及应力等特性进行了讨论和比较。在对不同材料组合高反膜性能分析比较的基础上,对应用于高反膜膜材料组合进行了优化选择,以NdF3/AlF3为材料对,设计制备了193 nm高反膜。193 nm氟化物高反膜的反射率达到96%。

研究了真空紫外到深紫外波段常用的基底材料,给出了常用基底材料的光学特性和在真空紫外波段的截止波长,测量了这些材料在120～500 nm的透过率,给出了通过透过率计算弱吸收基底光学常数的计算方法,并用该方法得到了熔石英、氟化镁晶体、氟化钙晶体、氟化锂晶体在120～500 nm的折射率和消光系数,对这些常用基底的使用范围和特点进行了一定的比较和分析,并将所得基底的光学常数与公开发表的文献进行了比较,证明了所得结果的可靠性。

为了进一步明确氟化薄膜材料在紫外(UV)-真空紫外(VUV)波段的光学常数,研究了真空紫外领域常用的基底材料和6种大带隙的氟化物薄膜材料的光学特性。分别在熔石英(JGS1)基底和氟化镁单晶基底上用热舟蒸发法以不同的沉积速率和不同的基底温度镀制了3种高折射率材料薄膜LaF3、NdF3、GdF3和3种低折射率材料薄膜MgF2、AlF3、Na3AlF6;在国家同步辐射真空紫外实验站测定了它们120~300 nm的透射光谱曲线,用商用lambda900光谱仪测量了它们190~500 nm的透射光谱曲线,两者相结合标定了透射率的准确值。用包络法和模拟退火相结合研究了它们在120~500 nm的折射率和消光系数,给出了6种氟化物材料的光谱色散曲线。结果显示,3种高折射率薄膜的折射率在157 nm处约为1.77~1.89,而3种低折射率薄膜的折射率在157 nm处约为1.44~1.48;研究表明,选用折射率相差较大的高、低折射率氟化物薄膜,可在膜系设计中组成高低折射率材料对,用于设计各种实用的薄膜器件。

为了进一步明确氟化薄膜材料在深紫外-紫外波段(DUV-UV)的光学常数, 研究了深紫外-紫外波段常用的6种大带隙的氟化物薄膜材料, 分别在熔石英(JGS1)基底和氟化镁单晶基底上用热舟蒸发镀制了3种高折射率材料薄膜LaF3,NdF3,GdF3和3种低折射率材料薄膜MgF2,AlF3,Na3AlF6；用商用Lambda900光谱仪测量了它们在190～500 nm范围的透射率光谱曲线；用包络法和迭代算法相结合研究了它们的折射率和消光系数, 由柯西色散公式和指数色散公式对得到的离散折射率和消光系数的值用最小二乘法进行曲线拟合, 得到了6种薄膜材料在所测波段内的折射率和消光系数的色散公式和色散曲线。所得结果与文献报道的MgF2和LaF3的结果相一致, 证明了结果的可靠性。

概述了真空紫外(VUV)波段光学薄膜及薄膜材料的研究进展,金属Al膜因到短至80nm还能提供较高的反射率而得到普遍关注,在高真空和30 nm/s左右沉积速率下沉积了保护层的金属Al膜在157 nm处反射率可达90％。介质氧化物薄膜机械应力小,环境稳定性比氟化物薄膜好,在190 nm以上波段应用较广泛,但在180 nm以下波段吸收大大增加而应由氟化物薄膜取代。氟化物薄膜带宽大、吸收系数小,沉积了致密SiO2保护层的氟化物高反膜,在中心波长180 nm处可得到接近 99％的反射率,而且膜系的稳定性和抗激光损伤也大大提高。氟化物减反膜在157 nm处可得到0.1％以下的反射率;到目前为止氟化物薄膜最好的沉积工艺是电阻热蒸发。

分析光场与高聚物相互作用的微观机制，介绍高分子与小分子在光场作用下的极化过程。对在窄束光场作用下，高分子链极化后链上各处极化程度的分布情况进行研究，指出对于高度拉伸的聚合物薄膜，电偶极子模型不适合准确解释高分子与光场相互作用的微观机制。为此，采用符合实际的天线模型分析高分子天线与窄束光场的相互作用，从理论上推导出天线模型高分子链上一小段的极化公式，并用离散变分方法——DVM(discrete variational method)计算一个高分子链的极化分布，验证了文中推导出的分式的合理性。最后，将极化分布看作是电流在天线上的分布，计算了天线的次级辐射在空间中的角分布，得到天线模型对电偶极子模型的修正因子。

将通信光纤的末端拉制成锥形,利用光信号在光纤锥形区特有的传输和耦合特性,实现了光纤的耦合、连接和分束.用耦合模理论分析了锥形光纤间的传输和耦合性质,给出了光信号两锥形光纤间的耦合与两锥形光纤的距离和锥形区重叠长度等实验结果.