椭圆偏振光谱测量技术通过测量线偏振光经材料表面反射后光的相对振幅与相位改变量计算得到椭偏参数, 再通过椭偏参数的拟合获取样品光学性质。由于其具有非接触、高灵敏度、非破坏性等优势, 广泛应用于物理、化学、材料科学和微电子等方面, 是一种不可或缺的光学测量手段。本文首先简要回顾了该技术的发展历程, 接着阐述了传统椭偏仪的基本原理, 按照测量原理的不同可将椭偏仪分为消光式和光度式。随后, 本文简单介绍了一些常用椭偏仪的基本架构、测量原理和相关应用, 并比较了他们的优缺点, 重点展示了复旦大学研制的双重傅立叶变换红外椭偏光谱系统。然后按照椭偏参数处理的基本步骤: 测量、建模与拟合3个方面, 阐述了其过程, 详细剖析了参数拟合所使用的各种光学色散模型, 同时通过应用实例介绍了各色散模型的应用情况。最后, 对未来椭偏技术的发展方向进行了展望。

针对传统单磨头磁流变抛光技术的不足，提出了一种新的双磨头磁流变抛光方法，并研制了一台八轴数控双磨头磁流变抛光机，具备了大口径平面、非球面及连续位相板的超精密、高效率加工能力。分别研究了大、小磨头材料去除特性及面形修正能力，不仅获得了稳定、有效的大、小抛光斑，而且获得了超精的大、小平面工艺样件。50 mm小平面经小磨头一次连续抛光，在45 mm内其面形精度PV由0.21 λ收敛至0.08 λ、RMS由0.053 λ收敛至0.015 λ；430 mm×430 mm大平面经大磨头3次迭代抛光，在410 mm×410 mm内其面形精度PV由0.4 λ收敛至0.1 λ、RMS由0.068 λ收敛至0.013 λ。由此表明，所研制的双磨头磁流变抛光机床具有较好的材料去除特性和较强的面形修形能力。

材料去除率是表征双面抛光加工效率的重要参数, 也是影响工件表面质量的关键因素。基于双面抛光加工中工件运动过程的分析, 通过向量法构建了工件上任一点的运动轨迹及其相对速度的数学模型。运用 Preston模型, 建立双面抛光过程中材料去除特性方程, 并辅助计算机软件模拟了不同工艺条件下的材料去除特性。最后, 通过微通道板的双面抛光实验, 研究了不同工艺参数下的材料去除量, 验证了理论模拟的正确性。

锗和一氧化硅是中波红外区域通常使用的薄膜材料, 研究这些材料的特性, 找到最佳制备工艺并拟合出材料的光学常数, 是设计制备中波红外光学薄膜的关键。最佳工艺条件下, 选用以上两种材料, 以蓝宝石为基底, 设计并制备出中心波长为3.5 μm, 相对带宽4.8%的三腔带通滤光片, 其通带透过率可达80%。经光谱测试和环境可靠性实验结果表明, 该中波红外带通滤光片满足工程使用要求。