Mo/Si多层膜是13.5 nm极紫外波段理想的反射镜膜系，它与极紫外光源的结合使得极紫外光刻成为了目前最先进的制造手段之一。极紫外光源的实际应用对Mo/Si多层膜提出了高反射率、高热稳定性、抗辐照损伤、大口径等诸多要求。针对极紫外光源用Mo/Si多层膜面临的膜厚梯度控制和高温环境问题，利用掩模板辅助法对大口径曲面基底上不同位置处的多层膜膜厚进行修正；选择C作为扩散阻隔层材料，对磁控溅射法制备的Mo/Si、Mo/Si/C和Mo/C/Si/C三种多层膜在300 ℃高温应用环境下的热稳定性展开了研究。研究结果表明：通过掩模板辅助的方式能够将300 mm口径曲面基底上不同位置处的Mo/Si多层膜膜厚控制在预期厚度的±0.45%以内，基底上不同位置处Mo/Si多层膜的膜层结构和表面粗糙度基本相同；引入C扩散阻隔层后，经过300 ℃退火，Mo/Si多层膜的反射率损失从9.0%减少为1.8%，说明C的引入能够有效减少高温对多层膜微结构的破坏和对光学性能的影响，提高了多层膜的热稳定性。

针对微光系统光子数量较少的问题,研制出符合色度学的光学调色膜,构成六基色彩色滤镜,从而提升色彩还原度。通过对光谱特性的分析,利用Essential Macleod膜系设计软件以及Mathcad工程计算软件,建立采点迭代法优化模型,实现光学调色膜的膜系设计。采用电子束热蒸发方法制备薄膜。利用光控与晶控相结合的方法进行膜厚控制,以膜堆为单元进行反演分析,实现光学调色膜的研制。该薄膜通过光谱测试,满足使用要求。

基于倍频反射膜的设计理论，结合膜系设计软件实现了多波段激光腔面高反射膜的设计。在制备过程中，基于最小二乘法原理建立了残余蒸镀量与膜层厚度之间的关系式，解决了膜厚控制误差累积导致薄膜光谱性能变差的问题。制备的薄膜在457 nm和914 nm波长处的反射率分别为99.9%和99.6%，在808，1064，1342 nm波长处的透射率分别为97.2%、96.8%和93.1%，满足457 nm激光器的使用要求。

为了在光学元件镀膜过程中精确控制膜厚均匀性, 通常需要有针对性地设计并制作膜厚修正挡板。然而, 由于基底在真空室内运动方式复杂, 实际工作中通常采用多次试验, 反复进行局部修正的方法来确定挡板形状。为解决这一问题, 本文提出了遮挡矩阵的概念。基于这一概念, 提出了膜厚修正挡板的设计方法。通过对挡板进行合理的划分, 对膜厚空间分布与挡板形状建立起精确的定量关系, 从而可在不需进行事后修正的情况下, 准确计算出修正挡板的形状。针对平面行星夹具, 设计并制作了膜厚修正挡板, 在φ300 mm的口径上实现了膜厚均匀性的PV值优于0.3%、rms值优于0.1%。这些结果验证了这一方法的有效性, 表明该方法满足光学元件镀膜过程中高效、可靠地调整膜厚均匀性的要求。

中波红外宽带通滤光膜通常膜系层数多，膜层总厚度非常大（厚度达到10 μm左右），膜层的镀制工艺难度较大。通过分析红外带通滤光片几种设计方法的特点，并结合实际镀制工艺技术，采用了长波通与短波通及非规整薄膜设计技术相结合的方法，设计了以锗材料为基底的中波3 μm～５ μm宽带通滤光膜。该设计大幅度降低了膜层的总厚度（约为8.65 μm），缩短了膜层的镀制周期，提高了膜层的牢固度；在膜层的镀制工艺过程中，通过改变薄膜材料的蒸发速率、修正蒸发硫化锌材料时电子枪的扫描方式、调整蒸发材料在坩埚中的装载方法，使膜层获得了优异的光谱性能，其通带平均透过率大于96%，截止区域的平均透过率小于1%。

针对影响多层膜性能的关键因素--膜厚控制误差进行了全面的分析计算,指出影响多层膜性能的主要误差是仪器本身的系统偏差,它使多层膜的峰值反射波长偏离设计值,使得制作出的多层膜无法满足要求;镀膜过程中的随机误差使多层膜的反射率降低,但不影响多层膜峰值反射率波长的位置,因此,在制作多层膜过程中,不但要严格控制镀膜时的系统误差,而且要控制随机误差.