硫化锌（ZnS）等光学窗口材料是红外探测与成像技术的先导。硫化锌表面抗反射亚波长结构，是指借鉴生物仿生的概念，在ZnS表面制备出尺寸与入射光波长相当或更小的亚波长仿蛾眼精细图案。与传统的表面增透薄膜相比，亚波长微结构对高温等恶劣环境下红外探测的宽波段抗反射增透有独特的优势。本课题首先利用光学衍射原理，采用Rsoft软件仿真计算设计合适的ZnS表面仿生抗反射亚波长结构；在此基础上，在ZnS表面制备Ni纳米颗粒阵列掩膜，再以Cl2和Ar气作为刻蚀气体，采用感应耦合等离子体刻蚀（ICP）进行刻蚀从而制备抗反射亚波长结构。最后，采用原子层沉积（ALD）法，在ZnS亚波长结构表面制备高硬度的HfO2保护膜，以期同时提高硫化锌的光学和力学性能。主要采用扫描电子显微术和原子力显微术表征Ni掩膜及ZnS表面亚波长结构形貌；采用红外透射光谱和纳米硬度仪分析表征其增透及其保护效果。　　采用Rsoft软件模拟亚波长结构的周期、占位比和高度对硫化锌透过率的影响，模拟结果表明：当亚波长结构的周期小于4μm，高度为2μm，占位比为0.6时，其远红外波段（8~12μm）透过率高于98％。模拟结果与理论计算相对吻合。　　通过在ZnS表面制备镍膜退火形成镍点（Ni）阵来作为掩膜，系统地研究了中间层厚度，镍膜厚度，退火温度及保温时间对镍点掩膜形成的形貌的影响。实验结果表明：镀制硅膜作为中间层，退火后更容易形成镍阵点；而镍点颗粒大小在一定范围内与镍膜厚度，退火温度及保温时间成正比。　　采用电感耦合等离子体刻蚀（ICP）制备硫化锌表面亚波长结构，研究RF射频功率，气体比例以及工作气压对制备亚波长结构高度的影响。发现亚波长高度随RF射频功率和工作气压变化规律都是先增大后减小，而加入BCl3不利于亚波长结构高度的增大，使用最佳刻蚀工艺参数可以制备出高度较大的亚波长结构。　　采用原子层沉积（ALD）在亚波长结构表面制备氧化铪（HfO2）保护膜，对硫化锌表面HfO2保护膜进行纳米硬度测试以及对硫化锌表面亚波长结构进行红外透过率测试和润湿角测试，结果表明：氧化铪保护膜与硫化锌衬底的复合硬度为38.68GPa，使硫化锌表面硬度（25GPa）得到较大提升；而具有双面亚波长结构的硫化锌在远红外波段的平均透过率为79.2%，相较于裸硫化锌透过率（69.1%）提高14.2%；使润湿角由100.4°增大到119.7°，使材料表面疏水性得到提升。