设计了193nm窄角度和宽角度入射增透膜以及正入射高反膜, 其中增透膜s和p偏振光透射率的最大偏差分别为0.17%和0.44%。结合标量散射理论和等效吸收层近似理论, 多层膜间的粗糙界面等效为薄的吸收层, 基于薄膜本征传输矩阵计算分析了不同界面粗糙度下的光谱性能。研究发现, 薄膜光谱性能随着界面均方根粗糙度的增加而急剧退化, 高反膜反射带宽也随之降低, 达到4nm时, 宽角度入射增透膜和高反膜光谱性能在193nm处分别退化2.04%和2.09%。界面粗糙度是影响高光谱性能真空紫外光学薄膜制备的重要因素。

大口径反射镜高反膜是大口径空间相机光学系统中的重要光学元件。为了观测到更多的目标、获取更多的地球以及空间观测信息, 对大口径空间相机的反向射膜提出了更高要求, 即要求有更宽的工作谱段和更高的反射率, 还要提升基底光学性能, 降低空间环境对高反膜性能的影响以及降低薄膜应力等等。对近年国内外天基大口径空间相机反射镜高反膜研究进行了综述, 概述了针对以上要求所取得的成果。尽管高反膜的设计制造仍面临许多困难, 但随着研究的深入与新方法的提出, 这几方面难点已基本找到解决的途径。

为了提高激光损伤阈值，采用离子束辅助电子束成膜的方法制备具有355，532，1064 nm三个波长的高反膜。首先使用Lambda950型分光光度计对薄膜样品的光谱性能进行测试，然后验证不同的基底材料及不同的基底清洗工艺对薄膜激光损伤阈值的影响，最后在不同的工作真空度下对薄膜的弱吸收能力和激光损伤阈值等进行较为系统的研究，分析薄膜的弱吸收能力与激光损伤阈值之间的联系。结果表明，三个波长下的反射率均满足全固态355 nm紫外激光器所要求的光学性能指标，当工作真空度增加到一定程度时，薄膜的激光损伤阈值与弱吸收值不再是对应的关系，而是存在一个最佳值，说明该高反膜可以用于全固态355 nm激光器中的反射镜。

激光诱导损伤阈值是大功率光学系统中重要参数, 其数值大小对激光系统的输出功率与稳定性具有重要影响。为了突破损伤阈值对激光光学系统输出功率的限制, 科研人员主要从制备薄膜工艺、激光特性、薄膜特性以及薄膜后工艺等方面开展研究。本文介绍了高反膜理论、制备工艺; 综述了近十年来国内外对高反膜损伤研究的成果; 阐述了激光特性、薄膜特性以及薄膜后工艺对薄膜损伤阈值的影响。在此基础上, 对提高高反膜损伤阈值的研究和发展趋势进行了分析与展望。

采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法制备氮化硅(SiNx)和含氟氧化硅(SiOxFy)薄膜,探讨了薄膜材料的最佳制备工艺参数,明确了薄膜光学特性与气体流量、射频功率、反应压强等制备工艺参数的关系; 设计并制备了1 064 nm高反射膜, 并与PVD法制备的Ta2O5/SiO2高反膜进行对比, 结果表明, 其反射率在99.0%左右时, PECVD法制备的高反膜具有较高的抗激光损伤阈值, 约为PVD法的2倍。

采用单台阶能量光栅扫描以及R-on-1测试两种不同预处理方式研究了激光预处理技术对532 nm HfO2/SiO2高反膜的阈值提升效果。用Nd: YAG二倍频激光对电子束蒸发制备的532 nm HfO2/SiO2高反膜进行1-on-1损伤阈值测试, 然后分别进行单台阶能量光栅扫描以及R-on-1测试。通过对损伤概率以及损伤形貌的分析, 发现激光预处理能够去除薄膜内低阈值缺陷, 达到提高损伤阈值的目的, 损伤阈值分别提高38%和30%。

光波经过光学位移反射器后，由于全反射的存在，入射光的s偏振分量和p 偏振分量在相位上将产生一个额外的常量差值，这将导致出射光相对于入射光的偏振状态发生变化。通过分析高反膜的反射机理及其结构特征，同时结合直角棱镜的几何结构，提出了基于高反膜膜系结构的直角棱镜保偏膜设计方法，该方法通过将设计膜系镀制到直角棱镜的两直角面上，使光束经过直角棱镜平行反射后，偏振状态保持不变。同时，对该方法进行了可行性研究和误差分析。结果表明，该方法结合目前成熟的高反膜制作工艺，理论可行，易于实现商业化应用；对于光波的小角度入射误差而言，方案所述镀膜直角棱镜的保偏特性表现出良好的稳定性。

用电子束蒸发法在熔融石英基底上沉积了适用于248 nm的HfO2/SiO2高反膜, 为提高其抗激光损伤能力, 设计并制备了两种保护层, 一种是在常规高反膜系的基础上镀制二分之一波长厚度的SiO2保护层, 另一种是用Al2O3/MgF2做保护层。测试了3种高反膜样品的激光损伤情况, 通过损伤形貌的变化分析了两种保护层使抗激光损伤能力提高的原因以及存在的问题。

激光预处理是提高激光薄膜抗激光损伤阈值的重要手段。对电子束蒸发方式镀制的HfO2/SiO2反射膜采用大口径激光进行了辐照，并采用激光量热计测量了激光辐射前后的弱吸收值。采用聚焦离子束(FIB)技术分析了激光辐照后薄膜的损伤形态并探究了损伤原因，首次采用扫描电镜拍摄到了节瘤部分喷发时的形貌图，并对其进行了FIB分析，为进一步了解节瘤的损伤过程提供了依据。实验发现，激光辐照过后的激光薄膜弱吸收明显降低，激光预处理有效减少了引起薄膜吸收的缺陷，存在明显的清洗效应; 在本实验采用的HfO2/SiO2反射膜中，激光预处理技术对于祛除位于基底上种子形成的节瘤是有效的，原因是激光辐射过后该节瘤进行了预喷发并不会对后续激光产生影响; 而激光预处理技术对位于膜层中间的可能是镀膜过程中材料飞溅引起的缺陷是无效的，需要通过其他手段对该类节瘤进行祛除。

卤钨灯因其完美的显色性而被广泛应用于商业照明，然而由于其辐射光谱中包含大量红外成分，导致其光效较低。镀有红外反射膜（IRC）的卤钨灯可以实现红外辐射的再次利用，理论上具备显著提高卤钨灯光效的可行性。首先分析了影响IRC卤钨灯光效提高的参数，然后实验制备了IRC卤钨灯，实现了卤钨灯光效的改善，最后结合制备条件，定量分析了灯泡形态、曲面镀膜精度对光效提高的影响，探讨了制备高光效IRC卤钨灯的关键点。