采用过滤阴极真空弧法，制备了满足激光稳相加速机制要求的超薄自支撑类金刚石碳靶。室温下沉积，基片偏压为-32 V，薄膜沉积速率约为每脉冲0.002 nm。选取NaCl膜作脱膜剂，采用漂浮法进行脱膜。打捞板孔径为1 mm时，自支撑厚度范围为5~50 nm，自支撑成功率约为70%。利用拉曼光谱仪及原子力显微镜等仪器，测量了薄膜的结构、表面粗糙度等关键参数。

采用自主研制的双弯曲磁过滤阴极真空电弧(FCVA)技术，在不同衬底负偏压下制备了四面体非晶碳(ta-C)薄膜。通过分光光度计和椭偏(SE)联用技术精确测量了薄膜厚度，重点采用椭偏法对不同偏压下制备的ta-C薄膜sp3C键和sp2C键结构进行了拟合表征，并与X射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱的实验结果相对比，分析了非晶碳结构的椭偏拟合新方法可靠性。结果表明，在-100 V偏压时薄膜厚度最小，为33.9 nm；随着偏压的增加，薄膜中的sp2C含量增加，sp3C含量减小，光学带隙下降。对比结果发现，椭偏法作为一种无损、简易、快速的表征方法，可用于ta-C薄膜中sp2C键和sp3C键含量的准确测定，且在采用玻璃碳代表纯sp2C的光学常数及拟合波长选取250～1700 nm时的椭偏拟合条件下，拟合数值最佳。

用过滤阴极真空电弧沉积系统制备掺N非晶金刚石(ta-C:N)薄膜,通过在阴极电弧区和沉积室同时通入N₂气实现非晶金刚石薄膜的N原子掺杂,并通过控制N₂气流速制备不同N原子含量的ta-C:N薄膜。用X射线光电子能谱(XPS)和Raman光谱分析N含量对ta-C:N薄膜微观结构的影响。XPS分析结果显示:当N₂气流速从2 cm³·min^-1 增加到20 cm³·min^-1 时,薄膜中N原子含量从0.84 at.%增加到5.37 at.%,同时随薄膜中N原子含量的增加,XPS C(1s)芯能谱峰位呈现单调增加的趋势,XPS C(1s)芯能谱的半高峰宽也随着N含量的增加而逐渐变宽。在Raman光谱中,随N原子含量增加,G峰的位置从1 561.61 cm^-1 升高到1 578.81 cm^-1 。XPS C(1s)芯能谱和Raman光谱分析结果表明:随N含量的增加,XPS C(1s)芯能谱中sp2/sp3值和Raman光谱中I D/I G值均呈上升的趋势,两种结果都说明了随N原子含量增加,薄膜中sp2含量也增加,薄膜结构表现出石墨化倾向。