为了最大限度地提高涂层在特定应用中的性能，必须更好地了解涂层设计和沉积技术。
光学涂层的设计和性能对于生物医学和天文学等领域越来越多的应用至关重要。涂层可以执行多种功能，从在望远镜反射镜上赋予高反射率，到控制偏振和去除不需要的反射。随着激光的使用在全球范围内持续增加，激光专用光学涂层的使用也随之增加。激光功率、脉冲长度和波长的不断改进导致了新的涂层要求，刺激了新型涂层技术的发展。
TechSpec Nd：YAG激光线镜具有高反射率、出色的表面质量和精度，可满足苛刻的激光应用需求。
高功率激光与光学薄膜的相互作用是复杂的，取决于激光的波长、脉冲长度和强度。另一方面，涂层性能受到未涂层基材、涂层设计和沉积技术的影响。
存在许多用于制造光学涂层的方法；因此，深入了解每种技术的优点和缺点，以及激光与涂层和无涂层基材设计的相互作用，有助于选择适当的基材、涂层技术和给定应用的要求。在不过度指定光学器件或选择不必要的昂贵衬底或涂层技术的情况下，实现所需的性能可以节省成本，并提供直接影响底线的工程效益（表1）。
通常，对于激光光学应用，首先想到的材料是熔融石英，因其低热膨胀系数而受到青睐。因此，它通常是应用的最佳选择，但与其他材料相比，它的价格通常较高。
通常的误解是，熔融石英由于其高激光损伤阈值（LIDT）而成为唯一的选择。在指定激光光学基板时，这是一个要避免的陷阱，因为许多其他常见材料在正确的材料纯度等级1中表现出与熔融石英类似的整体材料LIDT。通常，整体材料的LIDT是不相关的，因为涂层或涂层-基底界面将在比整体材料低许多倍的激光通量下失效。
另一个通常被误解的光学涂层要求是表面粗糙度。虽然它对激光光学性能（包括散射和激光损伤阈值）很重要，但在没有不必要的过高规格和相关成本的情况下正确指定粗糙度通常是困难的。有用的表面粗糙度规格包括测量度量的最大值，例如Ra或RQ，以及要测量粗糙度的区域。
在已建立的涂层技术之间进行选择需要了解成本/性能比和权衡。此图表不包括新兴技术，因为它们的成本和性能指标尚未充分确定，无法与现有技术进行一般比较。
尽管表面下损伤是激光损伤剂量的一个重要因素，但通常不会在基底要求中规定表面下损伤。避免指定它的主要原因是控制和测量它都很困难。通常开发一种工艺，其产生可接受的激光光学性能，并且该工艺被小心地重复以确保相同的表面下损伤，而不测量或知道实际的表面下损伤是什么。
通常，反射率是在一定波长范围内规定的，对于反射镜或反射涂层，反射率接近100%，或者对于抗反射涂层，反射率接近0%。对于更专业的涂层，如陷波、带通和边缘滤光片，给出了具体的反射要求，这些要求通常包括斜率：反射率在特定波长上变化的程度。
环境要求包括在湿度和热量变化过程中的耐磨性和性能公差。这些对于要求更高的环境中的激光应用（例如激光钢焊接）通常是重要的。
与非激光光学涂层类似，表面质量通常使用MIL标准（MIL-PRF-13830B）或ISO标准（ISO 10110-7:2008）进行规定。当使用激光时，轻微的表面缺陷会产生非常有害的散射，并且是激光损伤的潜在成核位置，并且由于这个原因，激光光学器件通常被指定为具有20-10或更低的表面质量，并且通常为10-5或更低。
对块状材料的损坏最常发生在未涂覆的激光光学器件中。这是因为散装材料通常具有比涂层高3至10倍的LIDT。由于材料杂质或夹杂物，可能会发生大块材料失效，但通过为所需波长选择正确的光学材料，并指定正确的光学材料等级以避免夹杂物和杂质，可以避免这种损坏。
损坏最常发生在薄膜涂层或表面和界面处。在薄膜涂层中，可以通过正确的涂层材料和涂层设计将其最小化。所选材料的电子带隙影响激光损伤阈值，涂层材料的纯度也是一个重要因素。涂层的设计决定了辐照过程中电场的分布，理想的设计会使峰值电场最小，并使最高电场值尽可能远离界面。
在涂层-基材界面处发生的损坏通常可以通过正确的基材规格来减轻。通常，这种损伤是由基底中存在的表面下损伤引起的，并且可以通过使用具有较少表面下损伤的基底来避免。在该区域中发生的损伤是透射涂层通常具有比反射涂层低得多的LIDT值的原因；在反射设计中，大部分激光束能量从未到达该相对脆弱的区域，而对于透射涂层，大部分激光束能量到达该区域。
在蒸发沉积中，在真空室内使用电阻加热或电子束轰击来蒸发源材料。这些蒸发的材料凝结在光学表面上，并且通过仔细控制蒸发速率、真空和基底旋转，产生特定设计厚度的均匀光学涂层。
各种镀膜技术：电子束物理气相沉积（A）、离子束辅助电子束物理气相沉积（B）、离子束溅射（C）。
由于相对温和的蒸发性质，所得到的涂层是松散堆积或多孔的。这些松散的涂层受到吸水的影响，这改变了层的有效折射率并导致性能下降。
可以使用离子束辅助沉积来增强蒸发涂层，其中离子束被引导到衬底表面。当源材料粘附到表面时，这增加了源材料的能量，导致更强的粘附力。所得涂层更致密，但也包含更多应力。另一种涂层技术是等离子体溅射，其涵盖了从先进的等离子体溅射到磁控溅射的一系列技术。所有这些都涉及到等离子体的产生。该等离子体中的离子被加速进入源材料，撞击松散的高能源离子。然后它们溅射到目标光学器件上。虽然每种类型的等离子体溅射都有其特定的特性、优点和缺点，但这些技术被归为一类，因为它们具有共同的操作概念，并且它们之间的差异比与这里讨论的其他涂层技术的差异小得多。
在离子束溅射（IBS）中，离子束通过高能电场加速。然后，射束以显著的动能撞击源材料，将源材料“溅射”出靶。这些溅射的源材料离子是高能的并且撞击在衬底表面上，产生致密的膜。虽然IBS在激光光学涂层领域得到了广泛应用，但由于缺乏对其他涂层技术能力的了解，它被过度使用。
在原子层沉积中，光学涂层由气体前体逐层构建。与蒸发沉积不同，源材料不需要从固体中蒸发，而是可以直接从气体中产生。尽管如此，涂覆通常仍在升高的温度下进行。原子层沉积（ALD）的关键区别在于前体是以非重叠脉冲输送的，并且每个脉冲是自限制的。前体和涂覆表面的化学设计使得每个脉冲只能粘附单层。这为层厚度和设计提供了非常高的控制水平，但也导致沉积速率缓慢。
自从发现飞蛾眼睛上的纹理图案以来，具有比光的波长更小的结构的表面一直是人们感兴趣的。虽然这种方法仍在发展中，但它包括改变基底表面的结构，而不是沉积传统上用于薄膜涂层的高折射率和低折射率材料的交替层。纹理表面上的特征可以是周期性的，如蛾眼图案，也可以是随机的。可以使用光刻法或使用改进的等离子体蚀刻来制造这些结构。
将应用要求转化为基材和涂层规格是选择正确涂层技术的关键步骤。没有一种技术最适合所有应用；虽然一些应用可以采用多种涂层技术，但通常可以确定一种最合适的方法，以合适的价格提供必要的性能。
