为了提高激光损伤阈值，采用离子束辅助电子束成膜的方法制备具有355，532，1064 nm三个波长的高反膜。首先使用Lambda950型分光光度计对薄膜样品的光谱性能进行测试，然后验证不同的基底材料及不同的基底清洗工艺对薄膜激光损伤阈值的影响，最后在不同的工作真空度下对薄膜的弱吸收能力和激光损伤阈值等进行较为系统的研究，分析薄膜的弱吸收能力与激光损伤阈值之间的联系。结果表明，三个波长下的反射率均满足全固态355 nm紫外激光器所要求的光学性能指标，当工作真空度增加到一定程度时，薄膜的激光损伤阈值与弱吸收值不再是对应的关系，而是存在一个最佳值，说明该高反膜可以用于全固态355 nm激光器中的反射镜。

为了精密检测靶丸壳层折射率参数, 基于白光垂直扫描干涉和白光反射光谱的基本原理, 建立了二者联用的靶丸壳层折射率测量方法。数据处理利用曲线拟合测定极值点波长、并由干涉级次连续性判定干涉级次, 解决了白光反射光谱波峰位置难以精确确定和单极值点判读可能存在干涉级次误差等难题。对玻璃靶丸折射率进行了测量、实验验证和不确定度分析, 研究结果表明, 白光干涉技术能够实现靶丸壳层折射率的精确测量, 其测量不确定度约为 0.86%。

为了实现NA1.35投影光刻光学系统高质量成像，在设计过程中除了控制波像差，还需进一步优化光学系统的偏振像差。利用Jones光瞳和物理光瞳表达了NA1.35投影光刻光学系统的偏振像差，并用二向衰减量与延迟量分析了光学系统偏振像差的大小；根据光线入射到不同光学面上最大入射角度的不同，为每个光学面设计相应的膜系以优化光学系统的偏振像差。相比于采用常规膜系，膜系优化后NA1.35投影光刻光学系统的二向衰减量和延迟量分别减小到了0.021 8、0.057 2 rad，即减小了光学系统的偏振像差。利用Prolith光刻仿真软件，分别对采用常规膜系和优化膜系的NA1.35投影光刻光学系统进行曝光性能仿真，结果显示：膜系优化后光学系统的成像对比度提高了4.4%，证明了NA1.35投影光刻光学系统偏振像差优化方法的有效性。

光通讯网络监控系统中的分光探测器用于检测光信号的流量,在通信和信号检测领域具有非常广泛的应用。为满足器件使用需求,采用离子束辅助沉积(Ion beam aided deposit, IBAD)技术,对在1260 ～ 1620 nm波长范围内透射、反射能量分光比为50:50 的分光探测器薄膜进行了研制。主要分析并解决了镀膜材料光学常数计算的问题,通过建立误差函数,优化并降低镀膜材料光学常数计算的误差。在设计分光探测器薄膜时,通过增加虚设层来平滑光谱曲线,同时降低膜厚的敏感度,也降低了制备工艺的难度。制备的分光探测器薄膜在1260 ～ 1620 nm波 长范围内透射、反射分光比小于 50:50(±0.5%), 满足分光探测器指标参数要求。

为减少敷膜数量、提高反射效率,提出了一种多层薄膜透射率计算方法。对一维定态 薛定谔方程解的平面波函数,根据薄膜的边界条件分别求出界面含入射波、透射波振幅的关系式。 通过膜层内部的透射波和反射波衔接这两个关系式,得到该薄膜层含透射波振幅的关系式,拓展得 到多层薄膜含透射波振幅的关系式。根据能量因子和折射率的关系,按匹配原则选定膜层厚度,将振幅 关系式变换成计算多层薄膜透射率的方程式。选用4种光学介质制成膜系,对方程进行数值模拟和对比分析。 结果验证了所提方法的可行性,发现了敷膜反射效应的退变临界点。当敷膜层数为8时,膜系反射率值达 到99.69%。若采用传统的“λ/4”膜系则敷膜层数为13才能 达标,可见所提方法比传统方法的反射效率提高了约38%。

通过在双层金属开圆孔阵列并嵌入对称开口谐振环结构, 设计了一种新型金属-介质-金属透射增强结构。 用电磁仿真软件对该结构的透射特性进行模拟,研究了单元结构的几何参数对透射峰的影响。结果表明:增加开 口谐振环可以有效增加透射峰数量,实现了0.2～1.1 THz内的多频超强透射。根据透射峰处金属表面的场分布,透 射峰与磁谐振、局域型表面等离子体、传播型表面等离子体、法布里-珀罗谐振及他们之间的杂化耦合有关。 结果对深入研究超强透射特性及透射机理具有一定的指导意义,也为太赫兹微波器件设计和性能分析提供了重要参考。

采用离子束辅助电子束成膜, 用双重膜厚监控方法监控各膜层厚度, 制备了45°入射、808 nm高反、1064 nm高透的消偏振二向色镜, 并用于全固态355nm激光器.将部分薄膜样品在250℃进行退火处理后, 用Lambda950分光光度计测试该样品的光谱性能;用表面热透镜技术测量退火前后该样品的弱吸收值; 用激光阈值损伤装置测试该样品在1064 nm调Q激光下的损伤阈值; 用NIKON显微镜观察样品在不同激光能量辐照下的破斑形貌.实验结果表明:波长为808 nm和1 064 nm时, 薄膜透射率分别为0.04%和99.6%, 符合设计要求, 满足全固态355nm紫外激光器系统所要求的光学性能指标; 退火后的弱吸收值较退火前有所降低; 在激光作用下薄膜产生微破坏喷出, 说明膜层不会向灾难性破坏演变.

实际应用中的薄膜或多或少存在体折射率不均匀缺陷, 其准确表征对于镀膜工艺参数调校、低损耗薄膜设计与制备分析等具有影响。从Schrder近似出发, 推导了体折射率弱不均匀薄膜的膜系特征矩阵, 通过特征矩阵法推广, 建立了体折射率弱不均匀多层膜光谱特性计算的近似模型。利用基于有效介质理论的多层均匀膜近似方法, 讨论了上述近似模型的有效性、计算精度和时间消耗特性。结果表明, 上述模型矩阵计算中引入体折射不均匀度这一参数, 为多层膜体折射率不均匀缺陷反演提供了一种有效的手段, 为基于宽带光谱测量数据拟合的膜层缺陷数值反演应用奠定了基础。

采用脉冲激光沉积(PLD)法在Si(111)衬底上制备稀土Eu3+ 掺杂的ZnO薄膜材料, 分别在纯氧和真空气氛中进行退火处理。 XRD图谱中仅观察到尖锐的ZnO(002)衍射峰,表明ZnO:Eu3+, Li + 薄膜具有良好的c轴取向。薄膜的结构参数显 示:在纯氧气氛中退火的样品具有较大的晶粒尺寸且应力较小,表明在纯氧中退火的样品具有较好的结晶质量。 通过光致发光谱发现,在纯氧中退火的样品的IUV/IDL比值较大,说明在纯氧中退火的样品缺陷去除更充分, 结晶质量更好。当用395 nm光激发样品时,仅发现Eu3+ 位于595 nm附近的5D0 →7F1 磁偶极跃迁峰。 并没有发现Eu3+ 在613 nm附 近的特征波长发射,表明掺杂的Eu3+ 占据了ZnO基质反演对称中心格位。

为了提高砷化镓(GaAs)多结太阳电池的光电转换效率, 设计了宽光谱(300 nm～1 800 nm)ZnS/Al2O3/MgF2三层减反射膜, 分析了各层的厚度及折射率对三层膜系有效反射率的影响。结果表明: 对于整个波长, ZnS厚度对有效反射率的影响要大于Al2O3和MgF2, MgF2厚度对有效反射率的影响最小; 适当减小MgF2的折射率或增加ZnS的折射率可得到更低的有效反射率。同时, 当 ZnS, Al2O3和MgF2的最优物理厚度分别为52.77 nm, 82.61 nm, 125.17 nm时, 此时最小有效反射率为2.31％。