根据严格耦合波理论(RCWA)，提出了一种基于亚波长的双导模共振(GMR)光栅透射型滤波器的结构设计，其工作原理是利用对称式双GMR光栅将电磁能量全部集中在结构的波导层中，从而产生高效的共振峰。利用两个单GMR光栅串联，光栅间分别为无空气间隙和间隔2.13 ?滋m空气层两种结构。仿真结果表明，无空气间隙的双GMR光栅串联结构可实现在波长1 550 nm处的滤波，其峰值透射率约为100%，半峰宽(FWHM)可达0.012 nm；有空气间隙双GMR光栅串联结构将GMR与法布里-珀罗共振(FPR)相结合，在共振波长1 550 nm处的峰值透射率约为100%，FWHM为0.15 nm，并获得了平顶滤波曲线，平坦度约为0.1 dB，上述两种结构滤波器可用于光信息处理与光传感等领域。

提出了一种窄刻槽亚波长金属波导光栅透射滤波器的设计, 其工作原理是利用窄光栅刻槽取得低透射背景, 再利用导模共振与表面等离子激元共振的混合产生峰值透射, 进而实现良好的窄带透射滤波效应。研究发现, 利用多模共振与表面等离子激元共振的混合模式, 通过增加波导厚度即可实现性能良好的双通道透射滤波, 在波长1 412和1 653 nm处, 峰值透射率分别为72.1%和63.6%。进一步分析表明, 由于长波处磁场能量较多地局域在金属光栅层, 峰值位置和峰值透射率受光栅深度变化影响显著; 而短波处磁场能量较多地局域在波导层中, 因此短波处峰值漂移对波导层厚度变化更为敏感。

对一种具有抗静电反红外且在可见及近红外高透过的滤光片进行了研究。采用诱导滤光片的设计理论讨论了膜层厚度及薄膜常数对滤光片透射率及反射区的影响规律，采用离子束辅助沉积方式和磁控溅射的方式对设计膜系进行了制备工艺研究，重点讨论了不同工艺条件下金属层的薄膜常数的变化规律及其对滤光片性能的影响。最终设计的滤光片在750～850 nm谱段具有高达90%以上的透过率、2 500 nm以后谱段反射率高达90%，表面电阻小于300 Ω，该滤光片具有很好的抗静电及反红外性能。

针对广角极光成像仪对其光学系统温度的特殊需求, 对成像仪使用的高温滤光片进行了热设计及相关试验。介绍了广角极光成像仪的光机结构, 尤其是滤光片组件的结构。通过建立传导和辐射热阻的计算方程组, 分析了由滤光片到镜筒整个换热路径中存在的热阻及其影响因素。然后, 以影响热阻的因素作为设计变量, 分析了影响镜筒温度的敏感变量。最后, 提出了高温滤光片的热设计方案。真空验证试验表明: 在高温和低温两种极端工况下, 滤光片温度水平分别稳定在105.8 ℃和138.2 ℃, 其控温准确度优于±2.5 ℃, 控温稳定度优于0.75 ℃/min;反射镜组和探测器窗口温度水平和温差都满足热控指标。得到的结果显示, 基于热阻和温度灵敏度分析的设计方法, 能够快速明确影响热阻的敏感设计变量, 减少设计过程的盲目性。空间高温滤光片的热设计满足了光学系统的要求, 保证了广角极光成像仪滤光片组件与反射镜之间的温差。

对“日盲”紫外诱导透射滤光片进行了理论设计与分析, 并分别优化了离子束溅射法沉积ZrO2、SiO2和Al薄膜的工艺。利用反射与透射光谱反演获得了ZrO2和SiO2薄膜的光学常数, 并由JGS1/SiO2/Al/SiO2/air(SAS)样品的变角度椭偏光谱反演精确获得了Al薄膜的光学常数。在此基础上, 采用离子束溅射沉积方法并利用上述3种薄膜材料优化制备了“日盲”紫外诱导透射滤光片, 测量了滤光片的光谱性能。光谱性能分析表明, 滤光片的峰值波长位于264 nm, 峰值透过率大于60.0%, 透过峰带宽(FWHM)约为13 nm, 在300~350 nm波段的截止度达到了2.6 OD。研究认为制约离子束溅射制备“日盲”紫外诱导透射滤光片性能的主要因素是Al金属膜的溅射沉积速率以及沉积Al膜时腔体中残余的O2含量。