针对光学薄膜中缺陷的特征提取和诊断问题，本项目从电磁理论角度出发，研究微粗糙薄膜光散射特性和薄膜与缺陷粒子复合光散射特性，通过分析各自的影响因素以及多角度光散射测量的验证，实现对薄膜和缺陷的特性提取和诊断。本项目从以下三点开展工作：   主要的研究内容：   (1) 微粗糙光学介质薄膜表面光散射特性；根据光学薄膜粗糙度的不同，分别利用微扰法/基尔霍夫近似方法，研究描述随机粗糙表面光散射特性的统计参量均方根高度、表面相关长度及折射率等特征量对光散射的影响。利用TalysurfCCI白光干涉表面轮廓仪实现对微粗糙薄膜表面粗糙度参数的测量。   (2) 膜层与缺陷粒子间的复合光散射特性；复合光散射的高频渐近方法：采用缺陷与薄膜复合光散射的四路径法，将缺陷微粒抽象近似为球形、椭球形或任意非规则形状粒子，数值分析不同情况下的角分布。分析复折射率、尺寸参数、粒子距表面的距离对光散射的影响；细化研究上述因素对散射场的贡献，以期更精准的反演缺陷粒子的形态、尺寸、方位等信息。   复合光散射的数值计算方法：针对微粒在光学薄膜上方或内部的不同情况，应用FDTD半空间方法于粒子与薄膜光复合散射特性研究中。针对不同方位的缺陷粒子，仿真出散射角分布及场分布，给出缺陷粒子的折射率、尺寸、形态、方位等关键特征信息对复合光散射的影响。通过工艺研究，用1064nm薄膜激光损伤测试仪制备出与仿真参数对应的界面粗糙度相关性和折射率分布的薄膜样片系列1和含有缺陷的薄膜样片系列2，采用TalysurfCCI表面轮廓仪分析样片系列1的界面粗糙度，薄膜的微观结构。采用多角度光散射理论用变角度宽光谱椭偏仪对样片系列2进行测试，将实验结果与仿真结果结合提取出表面粗糙度、薄膜材料与厚度，缺陷粒子种类、尺寸、形状、位置等特征参量对复合光散射特性影响。