为了适应光通信行业对光学薄膜设计的要求,本文研究了光学薄膜的优化设计方法,重点讨论了波分复用薄膜窄带滤光片的优化设计,并在此基础上分析了薄膜窄带滤光片的温度稳定性。本文首先对光通信及波分复用器件的发展状况进行了综述。在此基础上从麦克斯韦方程组和适当的边界条件出发,推导出了薄膜系统的反射或透射率的数学数值计算公式和特征矩阵计算公式。在薄膜优化设计方法的探讨中,重点介绍了Needle方法在薄膜优化设计中的应用,并给出了Needle方法的优化步骤。从理论分析来看,由于光学薄膜的特性是由在入射介质那一侧的等效导纳所确定的,Needle方法把等效导纳作为状态变量,把每一层的折射率作为控制变量,运用最优控制的原理计算出在薄膜内部每一个厚度对应的点上折射率改变所引起的评价函数的改变,由此选取改变折射率后评价函数变化最大(评价函数变小)的那一点进行插入。如此不断地增添新层,从而进行优化。它比传统的局部优化方法优越的地方在于它是从光学薄膜优化问题的物理原理出发,运用通过增加新层的办法来增加优化的手段。在光通信系统中,对波分复用薄膜窄带滤光片的设计问题进行了深入的讨论。本文总结了波分复用滤光片的各种设计方法,运用带宽调整、通带波纹的减小和通带群延迟波纹减小的方法设计出了50GHz的波分复用滤光片膜系。并且设计了一个反射式的相位补偿器,显著地减小了通带内的群延迟波纹。论文还讨论了波分复用滤光片的温度稳定性问题。推导了薄膜微观结构和热应力形变模型上的中心波长漂移计算公式。建立了滤光片温度稳定性计算分析软件用于计算波分复用滤光片的温漂情况。同时经过计算分析发现通过更换膜系基板和调整膜系结构可以改变滤光片中心波长的漂移,这个结果有助于提高滤光片的温度稳定性。最后,论文对完成的工作进行了总结,并提出了值得进一步改进的问题。