因为发散角和线宽效应的存在，非平行光束入射窄带滤光片时，滤光片的透射特性会发生变化。特别是在斜入射时，窄带滤光膜透射通带波形更易从矩形向三角形退化，并且伴随峰值透过率降低等负面现象。虽然已知的卷积模型可以对非平行光束入射窄带滤光片的情况进行数值模拟，但是由于制备和测量误差的阻碍，其正确性和数值模拟的准确性没有严格的实验进行验证。通过膜系优化和测量误差修正降低相应误差及其影响，并通过等离子体辅助反应磁控溅射 (PARMS) 的方法制备了工作角度为17°的1 064 nm高性能窄带滤光片。滤光片的透射光谱分别由两款分光光度计Cary 7000和Lambda 1050测量得到。在不同条件下测得的光谱与数值模拟结果吻合得很好，充分验证了卷积模型的有效性和数值模拟的准确性。

随着图像识别技术的不断发展,人脸识别系统对虹膜识别滤光片的要求不断提高,光在大角度入射时,光谱偏移量往往较大而导致识别失败,因此急需一种低角度效应良好的带通滤光片。利用光谱拆分原理设计了一种大角度、小偏移量的带通滤光片。通过调节氢气流量使得Si-H在增大折射率的同时仍能保持较低的吸收率,从而改善虹膜识别滤光片的角度效应。基于对薄膜材料沉积工艺的研究,采用一种特殊的膜系结构,解决了因薄膜内部结构疏松而发生的脱膜问题。测试结果表明,该膜系结构能满足虹膜识别滤光片的各项技术要求。

为适应偏光技术对偏光分束器件的需求,给出了一种新型偏光分束器件双萨那芒特棱镜的设计。通过光路分析,得出了双萨那芒特棱镜分束角的表达式,详细分析了分束角与结构角和入射光波长的关系,研究了棱镜分束角的入射角效应。结果表明:对于确定波长的单色光,分束角随结构角的增大而增大;对于一定的结构角,分束角随着入射光波长的增大而减小。与常规萨那芒特棱镜相比,对于相同的棱镜结构角,双萨那芒特棱镜的分束角约为常规萨那芒特棱镜的2倍。对于确定的结构角和入射光波长,棱镜的分束角随着入射角的变化而变化。

为了研究超高速碰撞产生闪光辐射的速度及角度效应,利用建立的瞬态光纤高温计测量系统结合二级轻气炮加载系统,进行了6种实验条件下的超高速碰撞实验。每组实验使用一组光纤探头,基于实验所获原始数据结合标定,通过Matlab编程处理得到了给定实验条件及光纤探头安装条件下,超高速碰撞LY12铝靶产生的闪光辐射与碰撞速度和弹丸入射角度的关系。实验结果表明,超高速碰撞LY12铝靶产生的闪光辐射在温度峰值出现前近似与碰撞速度和弹丸入射角度(弹道与靶板平面的夹角)正弦乘积的平方成正比；碰撞闪光辐射在温度峰值出现后近似与碰撞速度和弹丸入射角度正弦乘积的0.75次幂成正比,与理论推导结果基本吻合。

建立非平行光入射多层膜的模型，给出了在圆形光束锥角入射时的薄膜特性表达式，对三类典型光学薄膜即多腔滤光片、非偏振分光薄膜和非偏振截止滤光薄膜的特性进行了数值实验。研究结果表明：随着光束入射锥角的增加，多腔滤光片的影响是中心波长向短波方向移动，透射率下降和通带形状退化；非偏振分光薄膜的s和p偏振透射率增加，宽带波纹度增加；非偏振截止滤光薄膜的通带透射率出现周期振荡，s偏振的通带波纹度大于p偏振，通带波纹度总体具有增加的趋势，过渡区的陡度具有变大的趋势。

本文回顾智能窗的薄膜技术和光谱选择性的薄膜、角度选择性的薄膜、电致变透射膜系的结构以及热致变透射薄膜的研制情况。