经典短波通膜堆（0.5LH0.5L）ⁿ会由于薄膜的折射率不均匀性而产生半波孔现象。在进行膜系结构设计时，通常将薄膜假定为均匀折射率材料，当薄膜的光学厚度为1/2中心波长时，薄膜可被视为虚设层。而在实际制备时，薄膜的折射率通常存在一定的不均匀性，薄膜的光学厚度与设计值不符，从而产生半波孔。对薄膜的基本周期结构进行了优化，优化后的膜系结构在半波处的光学导纳不再受折射率不均匀性的影响。在此基础上，设计并制备了倍频分离薄膜，有效消除了半波孔现象，理论和实验光谱曲线具有很好的一致性。

对公转结构电子束蒸发镀膜机的膜厚误差进行研究。提出一种基于非余弦膜厚分布理论的膜厚误差分析方法，并用数学方法对膜厚误差的分布进行表征。膜厚误差是基板表面位置的函数，不仅与镀膜工艺参数有关，还与蒸发源和基板之间的空间结构配置有关。理论分析表明，电子束蒸发源偏离工件盘公转轴，是引起膜厚误差的根本原因。在直径为2700 mm的镀膜机上镀制了三层介质膜，利用光谱反演膜厚误差，其结果与膜厚误差分布理论分析结果一致。

为有效检测光学元件体内的缺陷情况, 利用全内反射技术, 让激光束在光学元件内部多次全内反射后获得缺陷的散射光斑图像, 结合基于最小二乘法的椭圆拟合等方法对散射图像进行处理, 得到缺陷的三维位置信息。对该方法进行了实验验证, 实验结果表明, 扫描采集35幅图像即可完成对尺寸为150 mm×120 mm×20 mm的大口径光学元件的全部缺陷检测, 待测样品缺陷点的深度位置定位精度优于150 μm, 说明该方法可以有效检测大口径光学元件缺陷点。针对可能影响实验结果的误差来源和限制系统分辨率的因素进行了分析, 结果表明提高成像系统横向分辨率或减小激光束横截面宽度均可有效地提高系统的分辨率。

基于损伤特性、应力特性较好的电子束蒸发技术，制备了Ta2O5/SiO2和HfO2/SiO2两种带宽不同、电场分布不同的啁啾镜，利用中心波长为1 030 nm，脉宽为350 fs的激光脉冲对两种样品进行了损伤测试。实验结果表明：材料特性及电场分布是影响啁啾镜损伤阈值的主要因素，通过膜系设计降低电场分布可以制备带宽更宽、损伤阈值与HfO2/SiO2啁啾镜相近的Ta2O5/SiO2啁啾镜。利用基于导带电子数密度的理论模型对此现象进行了解释，同时对啁啾镜的损伤形貌进行了观测、分析。