直流电弧等离子体喷射法已经成功地制备了金刚石自支撑膜。但是在多晶金刚石膜内部存在着大量的黑色缺陷，这些缺陷的存在对于金刚石膜的各种性能，尤其是光学性能有很大的影响。因此，利用各种检测手段及计算机模拟技术研究直流电弧等离子体喷射法制备的金刚石膜内部的黑色缺陷形成机理有很大的现实意义。　　 为此，本文围绕直流电弧等离子体喷射法制备的金刚石膜中的黑色缺陷，采用独特的激光标记法，实现了对抛光后金刚石膜中黑色缺陷的定点表征。结合使用光学显微镜、激光扫描共聚焦显微镜、电子背散射衍射等分析技术对金刚石膜的同一标记微区进行了系统的研究。研究表明，金刚石膜内部的黑色缺陷是一种形成于晶界的、质量较低的金刚石相与孔洞组成的复合体。　　 在对金刚石膜的同一激光标记微区进行检测分析、以及对金刚石膜晶粒边界的生长环境进行分析的基础上，本文提出了可导致黑色缺陷形成的晶界模型以及黑色缺陷在金刚石膜生长的中后期形成的一种可能的孪晶机制，并采用水平集模拟方法对不同的生长参数α值时金刚石膜中形成黑色缺陷的情况进行了模拟。模拟结果表明，金刚石膜稳恒沉积时，黑色缺陷形成于金刚石膜的形核面一侧，随着金刚石膜厚度的增加，黑色缺陷的数量逐渐减少；而金刚石膜非稳恒沉积时，生长参数α变化后，金刚石膜表面形成孪晶，使得晶界和黑色缺陷的数量均得到明显增加。　　 为了验证黑色缺陷形成模型的距确性，本文设计采用了使生长参数发生突变以及发生连续变化的两种实验，对黑色缺陷形成的孪晶机制模型进行了验证。实验的结果证明，非稳恒状态沉积时，金刚石膜表面在生长参数α改变后形成贯穿型孪晶，通过影响与孪晶相邻的晶界处金刚相的沉积环境增加了黑色缺陷在金刚石膜中的形成。因此获得高光学质量的金刚石膜时，必须严格保证金刚石膜沉积环境的恒定。