基于反射率测量原理，提出了一种具有对称性和自校准的薄膜透反射率测量仪器。仪器具有两个照明系统和两个光收集系统,并分别对称地置于样品台的两侧,测量时测量光线依次经过照明系统、样品和光收集系统。由于该设计具有对称性,因而可消去光学系统的不对称误差,而且可实现自校准功能,同时获得垂直入射情况下薄膜的反射、透射和光学损耗。

提出了低偏振分离的立方棱镜带通滤光片的设计方法。为减小光在立方棱镜中s、p偏振光的偏振分离, 采用三种材料来构成带通滤光片的反射镜, 并采用不同折射率排列的反射镜结构构成嵌入式的多个带通滤光片, 既提高了s、p偏振光的通带透射率, 又减小了s、p偏振光在通带中的偏振分离和偏振位相差。通过改变反射镜的基本周期数和滤光片的周期数, 可以调节滤光片的通带宽度和截止度, 经膜厚优化, 得到满意的设计结果。

提出了一种具有低偏振像差的偏振分色合色系统的设计方法。通过优化设计得到的结果为:短波通膜透射曲线的S、P偏振分离为1.9 nm,长波通膜透射曲线的S、P偏振分离为0.8 nm;短波通膜和长波通膜合成的S、P偏振位相差在整个工作波长420～680 nm为小于29°且大于-10°,相比常规的偏振分色合色系统,偏振像差得到了显著改善。

设计制备了一种抗紫外(UV)辐射的塑料显示面板的减反射膜。对常用的聚碳酸酯(PC)塑料面板，在垂直入射时，减反膜紫外波段300~380 nm的平均反射率大于99.5%，可见光波段420~750 nm的残余反射率为0.22%；在45°入射时，紫外波段300~360 nm的平均反射率大于98.8%，可见光波段400~700 nm的残余反射率约为0.71%。讨论了PC基板与薄膜的附着力及应力。实验表明，PC塑料显示面板的抗UV辐射性能、减反射性能、使用的角度以及膜层的牢固度均能满足实用要求。

设计了一套迈克耳孙白光干涉仪系统用于测量光学薄膜的反射相位,并由此反推单层薄膜的物理厚度。为补偿传统算法获取相位所存在的误差,提出一种新算法,以线性拟合结果作为初始猜想,采用多变量优化拟合总光程差曲线得到光学薄膜的相位。通过数值模拟的方式论证了理论上的可行性和高计算精度。采用多变量优化的手段进行处理实际测试的一组单层TiO2薄膜,所得物理厚度值与传统的光度法测试反演结果非常吻合。该测试系统和处理算法为快速精确测量光学薄膜厚度提供了一种新的解决方案。

Color filters used in white light-emitting diode (LED) displays are composed of alternating high-index ZnS and metallic Ag layers. Such a filter has low polarization or angle effect. If this filter is used in the case of oblique incident or large cone angles, the wavelength shift can be reduced significantly, and good filter characteristics can be maintained. Therefore, these filters can meet the needs of white LED color displays.

We present a new and efficient method for the design of dispersive multilayer by employing a particle swarm optimization (PSO) technique. Its mathematical background is given and an adaptive PSO is realized with computer code. Two practical designing tasks are solved with this method, and the obtained results are competitive compared with other published structures. The adaptive PSO method demonstrates its merits of fast convergence and powerful global search ability, and could be used as a valuable tool for the optical thin film design.

短波红外/长波红外分色片在红外双波段成像光学系统中起着重要的作用。分析了分色片基板和薄膜材料的选择。选定硒化锌为基板,采用Ge,ZnSe和YbF3作为薄膜材料进行了优化设计,并对沉积温度和蒸发速率等工艺条件进行了优化,用电子束蒸发方法制备了该分色片,其反射率和透射率都达到了93%以上,已成功应用于实际光学系统中。

研究了原子层沉积制备氧化铝薄膜的光学性能。以三甲基铝(TMA)和水为前聚体,分别在基板温度为250 ℃和300 ℃的K9和石英玻璃衬底上沉积了Al₂O₃光学薄膜。采用分光光度计,X射线光电子能谱(XPS),X射线衍射(XRD),原子力显微镜(AFM),扫描电子显微镜(SEM)等分析手段对薄膜的微结构、表面形貌和光学特性进行了研究。结果表明,原子层沉积法制备的Al₂O₃薄膜在退火前后均呈现无定形结构,元素成分接近化学计量比,其表面粗糙度小于1.2 nm,聚集密度高于0.97,光学非均匀性优于1%。同时在中紫外到近红外均有很好的光学性能,适合作为中间折射率和低折射率材料在光学薄膜中得到应用。

可见+1.54μm激光/长波红外分色片分离可见光、激光和长波红外光, 在多通道成像光学系统中起着重要的 作用.分析了分色片基板和薄膜材料的选择, 优化设计并用电子束蒸发法制备了该分色片, 其反射率和透射率都达 到了94%以上, 已成功应用于实际光学系统.