根据GB/T 39552.2-2020 《太阳镜和太阳镜片 第2部分: 试验方法》中6.8条款, 利用不同的测试方法和波长间隔, 对市场上同一种类减反射膜层的太阳镜片样品进行减反射项目的测试, 并对测试结果进行分析。测试结果表明: 测试太阳镜片的双面减反射项目, 分光光度计和光纤光谱仪可以等效替代; 测试太阳镜片的单面减反射项目, 如使用分光光度计, 镜片的外表面需要先做消光(涂黑)处理, 再进行测试, 如使用光纤光谱仪, 则可以直接对镜片进行测试。

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。

基于亚波长结构对光场的调控作用,研制了单层金属线栅偏振元件。利用等效介质和严格耦合波分析(RCWA)理论确定了结构参数,使用有限时域差分(FDTD)法优化设计了Si基底Al金属线栅结构,并通过多层减反射膜与金属线栅结构的匹配,降低了基底剩余反射率,提高了横磁(TM)波透过率。采用间歇镀Al法减少了辐射温度导致的胶栅形变,制备了具有高偏振性能的亚波长元件。经测试,所制备的线栅偏振元件在中波红外3~5 μm波段的TM波透过率为89.1%,消光比为21.9 dB。

利用有限时域差分方法设计并优化了由二氧化硅和氮化硅组成的双层和三层减反射膜, 在1550nm波长附近实现减反射效果。采用等离子增强化学气相沉积高质量的二氧化硅和氮化硅薄膜, 制备了氧化硅、氮化硅双层减反射膜, 同时制备了氮化硅、氧化硅、氮化硅三层减反射膜。测量了两种减反射膜的减反射效果, 双层减反射膜的反射率可以达到0.18%以下, 三层减反射膜比双层减反射膜具有更大的带宽。

为探究塑料镜片在高湿环境下透过率下降和高温环境下容易发生膜裂现象的原因, 选取 Ti3O5、SiO2作为高、低折射率材料, 使用 TFCalc进行膜系设计及优化, 采用电子束蒸发工艺得到 420~880nm、平均反射率 R 1%的减反射膜。测试结果表明: 四种工艺参数下镀膜后的塑料镜片在 85℃、85RH的环境下 24h后, 透过率下降小于 1%; 在 120℃的环境下 24h后, 2#和 4#镜头出现了膜裂现象。增加膜层的聚集密度可以有效提升塑料镜片的防水性能和抗高温性能。

本文分析了双层SiNx-SiNx减反射膜和带有氧化层的三层SiNx-SiNx-SiO2减反射膜对多晶硅太阳电池性能的影响。模拟结果表明, 增加了氧化层的三层SiNx-SiNx-SiO2减反射膜多晶硅太阳电池电学输出特性优于双层SiNx-SiNx减反射膜多晶硅太阳电池。实验分析表明, 三层SiNx-SiNx-SiO2减反射膜反射率略 高于双层SiNx-SiNx减反射膜反射率, 增加了氧化层的三层SiNx-SiNx-SiO2减反射膜多晶硅太阳电池具有更好的钝化效果, 使得其光电转化效率有所增加。

短中波红外探测系统能够同时响应短波红外及中波红外两个波段，可以满足复杂探测环境的使用要求，在军用及民用方面获得了广泛应用。为提高红外探测器的精度，缩短响应时间，需要研制满足系统要求的宽波段高透过率薄膜。结合Baumesiter减反射膜设计理论，对变尺度算法的评价函数进行了优化，建立了新型加权评价函数模型，在2.6~3.3 μm的水吸收波段，根据模型设计了低敏感度高容差的膜系结构。并针对水吸收波段优化制备技术，研究了不同离子源辅助沉积参数对 MgF2光谱特性的影响，同时采用阶梯性退火工艺，得到了一种有效降低水吸收的方法。最终所制备的薄膜在1.5~5 μm波段范围内光谱透过率大于96.5%。

采用原子层沉积(ALD)技术在石英管表面制备了薄膜,研究了该薄膜的均匀性,以及石英管的内径、外径、长度对沉积薄膜均匀性的影响。以单波长减反射膜为研究对象,实验测试的反射光谱与仿真结果一致,石英管表面最低反射率可降至0.17%。忽略夹具影响,石英管外壁与内壁的减反射薄膜的非均匀性基本一致,在±1.69%范围内,内外壁表面减反射薄膜的厚度和中心波长相同,且石英管尺寸对内外壁薄膜均匀性无明显影响。利用ALD技术可在大曲率元件的内外表面沉积厚度偏差小且均匀性分布相似的减反射薄膜。

现代综合性光学仪器往往是一机多用，光学系统的工作波段可能要覆盖紫外、可见、微光、近红外、短波红外甚至中、远红外等。这样的光学系统往往比较复杂，涵盖光学零件类型较多，镜面累计光能损失、杂散光现象严重，光能的损失及杂散光的传播，造成了像的亮度降低，像的衬度降低，像的分辨率下降，为了获得良好的光学系统性能，需要在其光学零件表面镀制超宽带减反射膜。而这种膜系通常需要较多的层数和较多种膜料的组合才能实现，设计和镀制难度都很大。文中提出了一种利用通带扩展方法设计超宽带减反射膜，选用Ta2O5、SiO2两种膜料组合，实现了0.42~0.9 μm，Rave≤1.6%，1.064±0.01 μm，Rave≤1%，1.57±0.01 μm，Rave≤1%，超宽光谱区域减反射效果，镀制膜层质量满足JB/T8226.1-1999检测标准。