为抑制非相干光产生的干扰，提高紫外单色仪的分辨率，本文选择Al₂O₃、AlF₃分别作为高、低折射率材料，在熔融石英基底上设计并制备了深紫外全介质高陡度滤光膜。通过优化沉积工艺及膜层应力分析方法，解决了薄膜应力过大所导致的膜裂问题；并对实验结果进行反演分析，通过优化监控方法提高了膜厚控制精度。制备的深紫外高陡度滤光膜在232~400 nm平均透过率为97.67%，在115~228 nm平均透过率为0.61%，过渡区陡度为3.6 nm，满足紫外单色仪的使用需求。

以海洋一号C/D卫星中国水色水温扫描仪［COCTS （HY-1C/D）］的光学薄膜研制为例，介绍了海洋水色定量化遥感中应用的光学薄膜技术。在单片基片的不同通道区域依次镀制多块滤光膜以抑制杂散光的产生，充分研究了光束空间角频率分布带来的光谱及偏振影响，实现了5%带宽的定位精度，将通道滤光膜对偏振灵敏度的影响降到0.3%以下，采用双离子束溅射工艺来保证膜层的可靠性和光谱性能。此外，通过光学薄膜元件的偏振调控设计以及元件间的偏振补偿，实现了系统偏振灵敏度达到国际先进水平，0°扫描角时的平均偏振灵敏度小于1%。光学薄膜技术的应用有效提升了海洋水色的定量化遥感质量，结合大气校正，COCTS （HY-1C/D）获得的水色产品数据量化精度与美国的中分辨率成像光谱仪（MODIS）和可见光红外成像辐射仪（VIIRS）相当。

目前，高反射率反射镜在激光陀螺和引力波探测等领域中有着广泛的应用。但对于反射率为99.9%~99.99%的样品，现有测试手段存在一定局限性。搭建了基于分光光度法的反射率测量装置，采用双光路测量方法，通过测量参考信号和基准信号、参考信号和测试信号的差分信号来计算反射率。与绝对值较大的参考信号、基准信号和测试信号等相比，信号差值本身相对较小，因此可以充分利用锁相放大器的灵敏度来提高反射率的测量精确度。所介绍的测量方法的精确度可达10^-5，与光腔衰荡法进行对比，测量误差在0.009%以下。所提方法用简单的装置就能达到较高的精确度，满足99.9%~99.99%反射率的精确测量需求。

建立了平面型三级行星夹具膜厚均匀性数学模型, 根据该模型编写计算机仿真程序, 研究了1.8 m大口径镀膜机使用平面型三级行星夹具的膜厚均匀性问题。以光驰OTFC-1800-DCI型镀膜机为仿真对象, 分析了蒸发源特性、行星夹具倾角和行星轨半径对膜厚均匀性的影响。仿真计算结果表明: 行星夹具倾角是影响平面型三级行星夹具膜厚均匀性的主要因素, 当行星夹具倾角α=64°时, 膜厚分布最为均匀, 不均匀性为0.1%。行星轨半径对膜厚均匀性也存在影响, 当行星轨半径在665 mm时, 膜厚分布最为均匀, 膜厚不均匀性控制在1％以内。平面型三级行星夹具膜厚分布理论模型对实际镀膜工作有一定的指导意义。

为了满足光电设备窗口片的使用要求, 设计了一种以硒化锌为基底的多波段红外增透膜。为了达到多波段增透的目的, 选取硫化锌、氟化镱分别作为高、低折射率材料, 在硒化锌基底前后表面镀制相同的多波段红外增透膜。最终实现0.808 μm、0.880 μm、0.915 μm处透过率在91%以上, 3.7~4.8 μm和10.6 μm处透过率在95%以上, 并且膜层具有良好耐环境适应性。

为了满足精简多波段激光设备光路的技术需求, 选取ZnS、YbF3两种材料, 在ZnSe基底上完成了45°入射条件下长、短波红外合束镜的设计。引入修正系数, 结合误差分析, 解决了测量光谱与设计曲线不吻合的问题。最终制备的合束镜在入射角为45°时, 在λ=(10.6±0.2) μm波段透过率>95%, 在λ=(780±10) nm、(808±10) nm、(880±10) nm、(915±10) nm波段反射率＞97%, 在λ=630~680 nm波段的透过率约为41.825%。所制备的合束镜具有良好的环境适应性, 满足系统的技术需求。

为了使车载激光雷达视窗在大角度下具有高透过率并且具有除霜防雾的功能，研制了近红外导电滤光膜。选择SiH_x与SiO₂作为高、低折射率材料，调节氢气流量，改变SiH_x的折射率及消光系数，使得SiH_x可吸收可见光，同时在红外波段的吸收率较低，最终薄膜外观呈黑色。利用软件Macleod与Optilayer设计并优化膜系，使薄膜在(905±30)nm波段增透，同时减低了大角度入射时的光谱偏移量。在滤光膜最外层加镀了一层氧化铟锡(ITO)薄膜，通过调整工艺参数，在不影响光谱性能的前提下降低了方块电阻值。经测试，所制备的导电滤光膜在入射角为0°时的平均透过率为92.58%，入射角为30°时的透过率为91.9%，方块电阻值达到24 Ω/square，适用于车载激光雷达视窗。

为了提高电子产品显示屏幕的耐用性，研制了可见光波段的硬质减反射薄膜。使用新材料SiAlON代替常用低折射率材料SiO₂，依据Clausius-Mossotti方程式对其等效介电常数进行了理论计算，并进行了实验验证。经测试，基于SiAlON与Si₃N₄制备的硬质减反射薄膜的平均硬度达到1773.9 HV，可见光波段的平均反射率为0.489%。所提方法在保证薄膜减反射效果的同时提升了薄膜硬度，所研制的薄膜对电子产品的显示屏起到了更好的保护作用。研究结果对在低反射和高硬度方面具有较高要求的光学组件具有重要意义。

提出一种全面分析光学薄膜损伤特性的方法,根据热传导理论与电子增殖理论建立激光辐照下多层介质膜的损伤理论模型。以HfO₂/SiO₂ 多层高反膜为例,计算红外纳秒脉冲激光作用下膜系内部的温度场、应力场以及自由电子数密度分布,对其热学特性与电子增殖特性进行综合评估后,得到不同输入条件下膜系的损伤阈值。结果表明,薄膜材料的损伤特性会受到驻波场的影响,在1064 nm波长的激光辐照下HfO₂/SiO₂ 多层介质薄膜的热致应力损伤效应先于热熔融效应先于场效应发生,且薄膜中SiO₂层发生热损伤,而薄膜并未发生场损伤,此外薄膜的损伤阈值随着激光脉宽的增大而增大。