以正方形激光陀螺所用高反射镜疵病检测为例，分析了使用激光光源照明时，微米量级划痕形疵病存在检测盲区的现象。实际使用中激光以 45°角入射到高反射镜上，疵病检测与陀螺使用时光源入射角相同，疵病形成的散射光通过显微成像光路成像在 CCD上，结合实验数据探讨了宽度为微米量级划痕形疵病的成像情况。提出了一种新颖的激光照明方式，通过将光源设计成 180°范围内无死角的全光幕照明方式克服了单一激光光源照明的检测盲区，无需旋转样品多次采集图像，避免了运动控制产生的测量误差，从而也简化了图像处理步骤，提高了检测效率和精度。

研究了具有异质结构且适用于3~5 μm红外光区的一维光子晶体高反射镜,系统地分析了光波在一维周期性光子晶体中的反射特性,通过传输矩阵计算和仿真验证了λ/4介质膜系的反射率和最佳禁带宽度。在此基础上,选取Si和Y₂O₃两种材料,构造了24层一维光子晶体的双异质结构,仿真结果表明:在3~5 μm红外波段,该结构的反射率为97.418%~99.999%。为了减少膜层数量,以金属银为衬底,设计了以Si和Y₂O₃为介质层结构的一维金属增强型光子晶体,其总层数为9层,仿真结果表明:在3~5 μm红外波段,其反射率为98.943%~99.979%。

通过非线性光学频率变换的方式, 1 064 nm YAG激光可获得355 nm、266 nm波长的激光。在此系统中工作的反射镜必须同时满足两个波段的高反射。根据薄膜设计理论选择合适的镀膜材料, 采用电子束离子辅助沉积工艺, 经过参数优化和反复试验, 在石英基片上制备了355 nm反射率为97.9%, 266 nm反射率为96.8%的双波段反射镜, 且在紫外波段355 nm的激光损伤阈值为1.76 J/cm2, 266 nm为1.12 J/cm2。测试结果表明, 此反射镜的各项性能满足使用要求。

在研究高功率激光辐照下激光器腔镜表面热形变分布时通常会忽略其表面镀有的高反射膜系。利用有限元分析软件ANSYS比较了特定激光辐照（吸收功率250 W，外环半径4 cm、内环半径2 cm的同轴环形光束，30 s）下的高反腔镜在不同夹持方式下的热形变分布，同时考虑了腔镜表面镀有的两种不同高反膜系及膜系中的驻波场的影响，并与通常忽略膜系的情况进行了对比分析。研究表明，采用压圈法时，三种情况下热形变分布的差异相对较小；采用压板法时，三者形变分布产生了明显的差异，镜面中心可能上凸、下凹或者平缓；采用三点法时，尽管镜面中心热形变分布较为平缓，但在环状光束辐照区域内三者仍有明显差异。因此，膜系内驻波场对腔镜热形变分布的影响不能轻易忽略。

基于热力解耦的热弹性模型，采用常用假设，通过方程分析法，导出了激光辐照下高反射镜热变形问题的尺度律。同时,还发现了对同一模型，当其他条件不变时，变形、温升、应力与激光功率密度之间具有线性关系。数值结果证明了该问题尺度律的成立及线性关系的正确性。该结论是利用缩比模型研究大尺寸反射镜在激光辐照下的热变形问题的依据，且为解决缩比模型设计、辐照条件设计和模型实验数据反推到原型等相关问题提供了参考准则。

HfO2薄膜在紫外光学中具有十分重要的地位，不同方法制备的HfO2薄膜特性不同，可以满足不同的实际应用需求。本文分别利用电子束蒸发和离子束溅射方法制备了用于紫外光区域的HfO2薄膜，并对薄膜的材料和光学特性进行了表征与比较。通过对单层HfO2薄膜的实测透射和反射光谱进行数值反演，得到了HfO2薄膜在230~800 nm波段的折射率和消光系数色散曲线，结果表明两种方法制备的HfO2薄膜在250 nm的消光系数均小于2×10-3。在此基础上，制备了两种典型的紫外光学薄膜元件(紫外低通滤波器和240 nm高反射镜)，其光谱性能测试结果表明，两种不同方法制备的器件均具有较好的光学特性。

基于严格耦合波和增强透射矩阵的方法，提出了一种数值稳定的求解多层介质膜光学特性的机理模型.利用该模型计算了多层介质膜光栅用高反射镜的优化设计膜系.使用电子束热蒸发方式制备的多层介质膜光谱特性和理论设计的结果符合得很好，该严格耦合波模型是分析介质膜光学特性有效的稳定的数值求解方法.

从膜层内的驻波场分布和对膜系的相移要求出发,利用倍频的设计思想对氧碘激光腔内45°入射高反射镜进行优化设计,得出了满足对632.8nm和1 315nm双波长高反射,同时在1 315nm处有180°位相延迟的新膜系结构,与传统的设计膜系相比,此膜系大大降低了高折射率层的厚度,薄膜性能有望得到进一步提高.