反光膜可将大部分照射到其上的光线按照原入射方向返回,可提高自身的能见度,因而在道路交通中具有非常广泛而重要的用途。制作高等级反光膜对材料、模具和工艺的要求很高,包括表面粗糙度和角度精度等。随着高等级公路等对更高性能定向反光膜应用需求的扩大,迫切需要研究如何改进薄膜结构设计以提高反射率、降低薄膜加工工艺难度、降低造价等。本文以聚合物微角锥棱镜单元为研究对象,从几何光学原理出发,理论分析和模拟了微角锥棱镜反光膜的回归定向反射机制以及实际加工过程中出现的各类缺陷对反射率的影响程度,为改进微结构聚合物反光膜的加工工艺提供理论支持和实验验证。并建立实验室评价方法,搭建了一套适合实验室测量的定向反射测量系统,对研制出的反光膜进行反射率性能的评定,指导薄膜压制工艺的改进。基于微角锥棱镜单元的定向反射原理,通过改进结构设计,理论分析和模拟了一种新型的切削微角锥棱镜定向反射结构单元,并对其长宽比、对称轴倾斜角度、顶角偏离量等参数进行优化,实现最佳的光学性能。理论上该切削微角锥棱镜反光膜可实现完全回归定向反射,并且有很大的有效入射角范围。通过实验对比测试,切削微角锥棱镜反光膜的光学性能明显优于微角锥棱镜反光膜。基于该种微角锥棱镜结构的光学特性,提出了一种具有微角锥棱镜结构的防窥膜,并从理论、模拟角度分析了该防窥膜的防窥特性。