为探究一种可实现向心溅射的圆筒式柱面磁控阴极靶，需要对靶装置内的磁场分布进行研究，进一步讨论靶结构参数对其磁场分布的影响规律。本文根据磁控靶的结构与工作原理，利用COMSOL Multiphysics有限元分析软件中AC/DC接口，对靶进行三维模型构建、划分网格和仿真计算。通过改变靶内磁体形状尺寸、磁轭形状以及结构排布，对靶面磁场的分布进行规律探究。最终确定新型圆筒式柱面磁控溅射阴极靶内的磁场结构参数，结果表明结构靶面磁场分布均匀且大小满足溅射要求的磁感应强度(20~50 mT)，平行靶面均匀磁场区域达35%~40%左右。通过这类靶磁场结构的研究，为设计优化磁控阴极靶提供依据。

利用国内最大箱式高真空镀膜设备ZZS3600，开展了双离子束辅助反应蒸发技术及光学薄膜厚度均匀性研究。借助MarkⅡ离子源辅助反应蒸发技术，对Ta₂O₅、SiO₂常见的高、低折射率光学薄膜进行了制备与特性分析。结果表明：在蒸发源与沉积基底距离较大的镀膜环境下，具有低能、高束流密度离子源有利于薄膜结构的致密化，薄膜性能的改善。根据大口径光学元件尺寸，结合真空室空间几何配置，开展了行星及单轴转动方式下镀膜膜厚均匀性的研究。行星转动方式下，分析了直径140 cm行星盘工件膜厚均匀性，无修正挡板运行时膜厚不均匀性优于0.4%。单轴转动方式下，分析了200 cm光学元件膜厚均匀性，并通过设计修正挡板将膜厚不均匀性控制在0.6%以内。采用双离子束辅助反应蒸发技术有利于实现高性能大口径光学薄膜的制备。

脉冲激光沉积（PLD）镀膜法是一种制备光纤氢气传感器的潜在方法，利用脉冲准分子激光低温沉积技术，在光纤法布里-珀罗（F-P）腔的敏感膜片上制备了钯/银（Pd/Ag）合金薄膜，X 射线衍射（XRD）和原子力显微镜（AFM）表征显示在较高的脉冲激光能量和低温下可以获得结晶度好的Pd/Ag 合金薄膜。将该F-P 腔封装在限制Pd/Ag 膜层吸氢后膨胀方向的套管结构中，利用Pd/Ag 膜层吸氢后膨胀导致F-P 腔腔长改变的特性制备了氢气传感探头来测试该Pd/Ag 膜的氢气敏感特性，实验结果表明，该传感器可以用来检测氢气浓度的变化。

在空间光通信系统中，为满足光学系统对滤光膜的特殊要求，研制出了一种近红外宽截止窄带滤光膜，实现了降低深背景范围内杂散光干扰的要求.通过对薄膜材料特性的研究、膜系设计曲线的不断优化，得到了相对易于制备的窄带滤光膜结构；采用电子束加热蒸发及离子辅助沉积技术制备薄膜，采用光控加晶控同时监控的方法监控膜层厚度，通过不断优化工艺参量，提高中心波长处的透过率，最终成功得到了光谱性能较好的滤光膜.经光谱测试表明：所镀膜层在800～1 530 nm、1 600～1 800 nm波段平均透过率低于0.3%，1 565 nm单点透过率高于92%，通带半带宽为18 nm，满足光学系统的使用要求.

利用杂质和劣质粮食与优质粮食的近红外吸收光谱不同的特性, 根据光谱中反映测试成分的特征波段的差异对粮食进行光学分选.在光谱进入传感器之前经过滤光片对多个测试波段进行过滤, 降低噪音的影响.本文针对光学筛选系统中核心部件双通道带通滤光片进行研制, 从膜系设计理论出发, 采用了Smith法结合膜系设计软件设计了以周期膜系和非周期膜系相结合的双通道带通滤光膜系, 利用电子束蒸发和离子辅助沉积的方法进行制备并通过数学建模分析, 减小了实验误差对光谱的影响.在1 200 nm和1 450 nm波段得到平均透射率大于97%, 1 000~1 130 nm和1 570~2 000 nm波段平均透射率小于1%的滤光膜, 通过系统测试, 满足使用要求.

采用脉冲激光沉积方法在单晶MgO基片上外延生长了BaTiO₃晶体薄膜.为改善薄膜的结晶质量和表面粗糙度, 研究并优化了生长工艺中生长温度和激光能量两个参量, 并对薄膜样片实行原位退火.找到了BaTiO3薄膜在优先方向上的结晶效果, 分析了结晶质量对生长温度的依赖关系和不同激光能量对结晶薄膜的表面粗糙度的影响.利用X射线衍射仪测定结晶效果与特性, 原子力显微镜表征BaTiO3薄膜的结晶表面形貌与粗糙度.测试结果表明, 在c轴取向生长BaTiO3薄膜, 在（001）和（002）方向上都出现强度很高的尖锐衍射峰, 具有较好的结晶质量和较小的表面粗糙度, 原子力显微镜测定出薄膜的表面粗糙度为0.563 nm.

针对激光在传输过程中的光能损失，本文根据光学薄膜理论，设计制备了减反射膜和抗激光的高反射膜，并对激光膜的镀膜材料、膜系设计、沉积工艺及离子辅助沉积等参数进行了深入研究。研究结果表明，制备的减反膜的反射率＜02%，激光以25°～65°入射时高反射膜的反射率＞997%。对50 μm光纤和K9玻璃镀膜前后的输出功率测试显示多模光纤的功率平均提高了50%，而K9玻璃的反射功率提高到9985%; 另外，制备的光纤激光器光学膜有效地提高了激光损伤阈值，解决了低温冷镀的膜层牢固性问题。

根据由多组镜片组成的三维腹腔镜对高透过率和不失真成像的要求，研究并选择了合适的薄膜材料；采用电子束真空镀膜加以离子辅助沉积系统，利用膜系设计软件完成了宽带增透膜的非周期膜系设计。通过调整镀膜工艺参数并采用光控与晶控同时监控的方法，减少了膜厚控制误差，成功地在多组镜片上镀制了宽带增透膜。测试试验显示，制备的膜层在400~700 nm波段的平均反射率＜05%，而且颜色不失真，膜层牢固，抗腐蚀效果较好，满足医用光学仪器的使用要求。

在刑侦现场勘查不同物证痕迹时，采用多波段光源对痕迹进行获取，而多波段光源是利用不同性能的干涉截止滤光片以获得不同波段的输出光.为了寻找衣物上体液和其它痕迹，利用干涉滤光片的组合方法，采取电子束蒸发并加以离子辅助沉积系统，根据薄膜干涉滤光片理论并借助膜系设计软件，制备了低成本高质量的450~520 nm波段高透射矩形波.通带透过率大于99%，其它波段透过率小于0.2%，陡度S<3%，并通过了酸碱度环境的检测.重点讨论了膜系设计中波纹产生的原因及波纹的的压缩.

根据军用光学仪器的使用要求,在多光谱ZnS基底上镀制增透膜,要求薄膜在可见与近红外波段400-1000 nm及远红外波段7-11 μm的平均透射率均大于90%。采用电子束真空镀膜的方法并加以离子辅助沉积系统,通过选择ZnS和YbF3作为高低折射率材料,利用最新OptiLayer软件三大模块的功能辅助,调整镀膜工艺参数,改进监控方法,减少膜厚控制误差,在多光谱ZnS基底上成功镀制符合使用要求的增透膜。所镀膜层在可见与近红外波段400-1000 nm的平均透射率大于91%,远红外波段7-11 μm的平均透射率大于90%,能够承受恶劣的环境测试,完全满足军用光学仪器的使用要求。