目前金属反射镜是光学系统中的重要元件。由于铝合金材料易于成型,采用金刚石单点切削方法可以直接获得高质量的非球曲面,充分利用铝合金反射镜可被超精密加工的优点,学者们已经设计出了多个自由曲面一体化的共体光学元件,使光学系统的结构更加复杂紧凑。在反射镜表面沉积薄膜是非常重要的工艺步骤,如何获得均匀的多波段高反射膜是一个重要问题,但面向这种新型共体光学元件的镀膜工艺还没有系统的研究。共体光学元件结构复杂,导致其反射面上沉积的薄膜特性较难表征、均匀性较难控制。基于此,本文采用磁控溅射这种粒子发射方向可控的薄膜镀制方式,在平面反射镜上定性地探索了镀膜工艺;为解决复杂结构薄膜表征问题,使用多个平面逼近自由曲面的理念设计了试镀件,以试镀件作为实验基底替代了共体光学元件;为解决复杂结构薄膜均匀性问题,建立了厚度分布模型,为后续的共体光学元件表面均匀的多波段高反射膜的研究提供了条件并建立了理论基础。首先,探索了6061T6铝合金表面多波段高反射膜的镀制工艺。银因为优良的光学性能被选为高反射膜的材料,平面反射镜被加工作为实验基底。研究了功率和气压与银膜沉积速率的关系;对比了不同功率和气压对银膜反射率的影响;研究了银膜在空气中的腐蚀过程,设计并优化了保护膜系,提高了光学性能。其次,设计并搭建了替代共体光学元件的试镀件。试镀件由外部框架、平面基底和支撑柱组成。基于共体光学元件上自由曲面的位置关系,搭建了外部框架;为提高试镀件的准确性,分析了平面基底形状和大小对误差的影响;优化了基底的位置使有限空间内的基底数量最大,并计算了支撑柱的结构参数,加工并装配得到了试镀件;分析了试镀件逼近共体光学元件的形状拟合误差。最后,探究了共体光学元件表面高反射膜厚度均匀性。通过理论和实验分析了厚度对反射率的影响;通过实验建立并优化了磁控溅射沉积速率分布模型;以沉积速率分布模型为基础,分析了平面靶、同轴圆柱靶和偏心圆柱靶磁控溅射沉积共体光学元件表面高反射膜的均匀性。