紫外、蓝光、近红外等波段的光对人眼有一定程度的危害, 这些波段的光存在于各种光电系统中, 使用者需要佩戴防护镜进行防护。为了能够同时实现对上述三个波段的防护, 通过膜系设计软件设计了防护膜系和增透膜系, 采用电子束蒸发的方式进行了镀制, 以电阻蒸发的方式在镜片两侧加镀了防水膜, 并对镜片的光谱性能和防水性能进行了测试。结果表明, 研制的镀膜镜片在250~360 nm的紫外波段、400~430 nm的蓝光波段、500~780 nm的可见光波段、900~1400 nm近红外波段平均透过率分别约为0.5%、38%、96%、40%, 水滴角可达113°, 能够有效减少紫外、蓝光、近红外对人眼的伤害, 且镜片低偏色、可见光透过率高、防水效果好。

根据薄膜窄带滤光片在倾斜入射时的特性, 通过改进间隔层膜系结构来调整其等效折射率, 可以设计出具有稳定透射峰值和带宽的角度调谐窄带滤光片。根据与密集波分复用(DWDM)系统相关的通道频率、插损、带宽、隔离度、偏振相关损耗(PDL)等八个标准,结合薄膜矩阵理论与新构造的评价函数,构建了一个可调谐滤光片膜系,通过改变各参数的权重因子,得到满足不同要求的最优膜系。利用构建的系统,优化设计了分别用于O波段和C波段100 GHz密集波分复用系统的具有高隔离度、低偏振相关损耗的角度调谐窄带滤光片。C波段膜系的最大调谐角度达11°,相邻通道隔离度可达-30.3 dB,最后对其透射特性以及影响调谐角度极限的因素进行了分析。

在光纤通信中, 为了在不改变调制波长范围的基础上仍能实现更多数据通道的波分复用, 设计了一种新型的小尺寸窄带偏振分光器, 用于对现有的数据通信网络进行扩容以及提高光信号的信噪比。 在该分光器上蒸镀了两种新设计的膜系, 一层是窄带滤光膜, 另一层是偏振分光膜。 采用TFCalc软件仿真, 设计结果中窄带滤光膜的带宽约为0.4 nm, 偏振分光膜在1 530～1 560 nm范围内对p光的通透性能优于99.8%。 基于以上膜系设计在BK7光学玻璃上实际制备两组膜系, 实验采用Agilent 8164-A型光波测量系统对经过膜后的光进行光谱分析。 结果显示, 窄带滤光膜的实际带宽优于0.4 nm, 增益平坦度小于-0.05 dB, 相比现有常见的0.8 nm滤光膜具有更窄的带宽, 可以实现在调制波长范围不变的条件下增大波分复用的数据通道总量。 偏振滤光膜的实际p光透光率为99.6%, 相比仿真值略低, 但仍优于设计要求, 相比传统分光器的光信号强度保留效果更好, 具有更高的信噪比。 综上所述, 该分光器具有更好的应用价值和实用意义。

分析了两种光学波导结构对光波导视场及其尺寸的影响，并对光波导结构和薄膜进行了优化。通过TFCalc软件对波导中的p偏振光分光膜进行设计，选择H4和MgF2分别作为高、低折射率材料，并结合Needle法和Variable Metric法对膜系进行了优化。在450~600 nm波段，制备的p偏振光分光膜在25°入射角下的平均反射率为30.1%，50°~ 80°入射角下的平均反射率小于5%。该分光膜满足牢固度测试要求。

红外仿真作为一种新型仿真手段，以其仿真可信度高、重复性好、实验成本低等优点在**领域得到越来越广泛的应用。为满足红外仿真系统的要求，调节红外短、中波段能量的比例，对系统中的滤波器进行研制。选择Ge和SiO作为高低折射率材料，利用Ge在可见光和近红外的吸收特性，通过叠加膜堆展宽反射带，采用TFCalc软件的变度量（variable metric）法对双波段能量调节、超宽截止带滤波器进行优化设计。并针对不同材料的特性，分别采用电子束蒸发和电阻蒸发技术，制备了相应的滤波器。通过逆向工程方法分析消光系数对透射率的影响，解决了膜系透射率偏低的问题。制备的滤波器在300~1900 nm和5500~7500 nm波段透射率小于1%，在2000~2500 nm波段平均透射率为90.6%，在3700~4800 nm波段平均透射率为35.7%，满足该系统环境测试要求。

针对目前激光对红外光电传感器的威胁，为满足红外传感器在可见光与3~5 μm波段高透射，低于3 μm波段高反射的使用要求，采用光学金刚石作为红外窗口材料，采用具有热致相变特性的V₂O₅薄膜作为激光防护涂层，采用ZnS和YbF₃作为高低折射率材料，依据膜系设计理论设计具有抗激光致盲能力的红外增透膜并采用TFCalc优化膜系。采用离子辅助法制备增透膜，采用磁控溅射法在实验制备增透膜上制备V₂O₅涂层。采用扫描探针显微镜对光学薄膜的表面三维形貌及粗糙度进行测试分析，对薄膜进行红外光谱测试分析，结果满足使用设计要求。

研究了一种用于红外线治疗仪的新型滤光片.该滤光片通过对红外线治疗仪光源所发出的光进行选择性滤波, 能够降低部分波段光的承载能量, 提高治疗仪的安全使用性能.针对红外线治疗仪对滤光片的使用要求, 选择Ti3O5和SiO2作为高低折射率材料, 采用电子束加热蒸发方式, 配合离子辅助淀积技术, 利用石英晶控控制法对膜层厚度进行监控, 通过反复优化各项工艺参量, 制备出在600-1 200 nm波段平均透过率高于92%, 300-550 nm、1 270-2 000 nm波段平均透过率低于2%的宽波段带通滤光片.研究中运用 “拆分技术要求”的设计思想, 对颜色片进行双面镀制, 解决了单面膜层过厚难以制备的问题, 降低了制备难度, 易于批量生产.测试结果表明, 该滤光片满足使用要求.

蓝光激光器在生物工程、激光显示屏、激光医疗以及侦查通讯等众多领域都有着重要应用，而谐振腔作为激光器的重要组成部分，如何合理有效地激发出蓝光更是研究的重点。针对蓝光激光器的使用要求，以Nd:YAG作为基底，Ta2O5和SiO2分别作为高低折射率材料，利用电子束真空镀膜设备，双离子源辅助沉积的方法进行谐振腔面膜的制备。借助膜系设计软件对实验进行模拟分析，优化改善电场分布，减小激光对薄膜的损伤，详细地叙述了极值法累积误差产生的原因，以及镀膜材料的色散引起的短波区和长波区的监控差异，通过分析折射率所引起的光学厚度变化，调整修正因子，最终制备出了光谱性能好，吸收小，化学性能稳定的滤光膜，满足蓝光激光器的使用要求。