减反膜作为现代光学薄膜体系中最重要的分支，广泛应用在医学、建筑、工业、军事和宇航技术等领域。为了满足现代光学器件对减反膜宽波段、全方位、高效透光的性能要求，本文以TiO₂系光学减反膜为研究对象，对TiO₂薄膜的折射率和均匀性进行了制备工艺研究，利用经典光谱理论和TFCalc光学软件分别设计了TiO₂单、双层及多层宽带减反膜和新型渐变折射率减反膜，并采用电子束蒸镀及双源共蒸工艺进行了制备，重点分析了各膜系的结构特点及光学特性。采用传统电子束蒸发技术，并引入离子束辅助沉积和斜角入射沉积辅助工艺可在1.7～2.4范围内有效调控TiO₂薄膜的折射率；其中电子束蒸镀的TiO₂薄膜的折射率呈正非均匀性，其膜厚分布也不均匀，通过采用合适的清洗工艺，镀膜时旋转基片或者成膜后进行适当退火热处理，均可以降低这些非均匀性。运用经典光谱理论和TFCalc光学软件先后设计了TiO₂系单、双层及多层宽带减反膜，并采用电子束蒸镀工艺进行了镀制。发现单层TiO₂薄膜无法实现减反射功能，在其表面增镀低折射率膜层可有效改善透光效果，其中MgF2/TiO₂双层膜的最高透光率达94.3%，可基本实现宽带减反。以中折射率膜层替代TiO₂，可获得更好的宽带减反能力，而且双层减反膜的表层折射率越低，宽带减反性能越佳。设计制备的由SiO₂与TiO₂交替组成的8层宽带减反膜的平均反射率仅为6.33%，最高透光率达到95.3%，明显优于单、双层减反膜。利用混合介质理论模型和TFCalc光学软件，并结合双源共蒸工艺，设计和制备了MgF2-TiO₂混合渐变折射率薄膜。随着膜厚的增加，薄膜折射率逐渐从2.18降至1.59，呈指数函数发生渐变，因而减反性能优异。它在400～800nm波段平均反射率仅为5.56%，宽带减反特性优于分层介质减反膜，在中心波长附近不仅消除了菲涅尔反射，取得全透效果，还可基本实现全方位减反，适合于全天候的服役环境。