随着化石能源等不可再生能源（煤、石油）的过度消耗,全球能源紧张,以太阳能为主的可再生清洁能源受到了前所未有的关注,高效的获取太阳能是当前许多能源领域科研工作者的首要目标。此外,伴随着信息技术的飞速发展,多种个人化信息设备的普及,电子屏幕的使用频率大大增加,以液晶显示器为主的屏幕造成的眩光是造成当下视力损伤的重要原因。在生活中,强烈的玻璃幕墙光反射还会造成光污染泛滥。由此可见,研究减反射技术在这些领域中的应用对于改善国民生活、能源结构具有非常重要的意义。为了解决光学表面的过量反射问题,减反射表面技术在过去一百多年间得到了大力发展。根据近几十年的研究成果,按照减反射表面所发挥的功能,可以分为:增透减反射表面、陷光减反射表面以及漫反射表面。减反射原理是减少空气-涂层和涂层-基底两个交界面处所产生的反射光。早期的减反射表面大多依赖于半波损失原理,虽然这种技术较为成熟,但是其效率较低、作用波段较窄、机械稳定性较差等缺点限制了减反射表面的普及以及在高端领域的应用,与此同时,减反射结构以其优异的性能吸引了众多科研工作者的关注,减反射结构利用多种手段对基底表面进行加工或在基底上附加额外的材料来制备微纳结构,利用结构形态从上至下的梯度变化可以在基底表面形成一层折射率缓慢变化的空气-材料复合层,从而模糊异质界面突变折射率,实现减少反射的目的。减反射结构相比于传统减反射薄膜,其作用波段更宽、作用角度更广、透过/陷光能力更为优秀。但是如何设计并制备具有特定功能的减反射结构是限制当前减反射技术发展的关键问题。此外,现有减反射结构形式以及其主要功能还没有形成较为成熟的理论,其结构形态以及参数的设计优化难度极大,系统地研发也相对困难。但是值得注意的是,生活在自然界中的生物却能够为我们提供完美的解决方案。生物历经几亿年的自然选择与进化,其身体的结构以及具备的特定功能在自然界中经历过千百次的考验,其中不乏具备优秀减反射能力的组织以及器官。研究生物特定组织以及其结构的减反射原理是现阶段突破减反射技术局限的一条捷径。蜻蜓是自然界中最成功的杀手,它的捕食成功率高达95%。它们大多生活在热带或者亚热带的近水区域,这种区域往往由于环境复杂而充满危险,它们复杂的眼睛赋予了它超凡的视力,能够及时发现天敌以及猎物,并做出躲避或捕食的行为,让它们能够存活几亿年之久。它们相比于其他昆虫具有更加硕大的复眼展现出超强的减反射能力,然而,现有研究主要集中在二维表面结构的减反射性能上,而忽略了与光具有更密切和精细交互作用的复眼内部三维结构。因此,到目前为止,内部精细结构和潜在的高级减反射机制有待进一步的研究。本文基于蜻蜓复眼内部组织的减反射特性,深入探究了其内部组织的微观结构与光的相互作用过程来揭示褶皱型微纳复合结构的全向减反射机理,并在玻璃基底上进行仿生褶皱微纳复合结构的制备,测试并表征其全向减反射性能。随后针对不同应用背景与需求,将减反射涂层与多种功能进行结合,探索减反射涂层在多个领域的实际应用。本文研究内容将分为以下五个部分:（1）褶皱型微纳复合结构及其减反射机理。蜻蜓复眼内部片层状生物组织表面具有优秀的减反射性能,其复杂且精密的结构是发挥高效减反射能力的关键。本文通过SEM、超景深显微镜观察并发现了朱红蜻蜓（Hydrobasileus croceus）复眼内部片层组织上的褶皱型微纳复合结构,利用光纤光谱仪测量其光学性能,通过相似理论建立三维模型,利用FDTD solutions仿真模拟分析出褶皱结构的光学特性及优势,揭示褶皱型微纳复合结构的全向减反射性能。（2）玻璃基底褶皱结构全向减反射薄膜的制备。基于玻璃基底,利用旋涂与热分解工艺的有机融合,制备出褶皱型微纳复合结构全向减反射涂层。综合探讨不同制备条件对于减反射涂层的光学性能影响,以透光性优先原则选取了最佳的制备工艺,并且在最佳制备工艺下完成大面积制备,利用光谱仪进行角依赖分析,利用划痕试验测试涂层与玻璃基底的粘附力效果,并通过落沙试验测试涂层的耐久性与光学性能表现。（3）参考现阶段制备防眩光材料的原理,利用上述制备的褶皱型微纳复合结构作为模板,以PDMS为基材,辅以PMMA为内部散射相,运用共溶法制备反褶皱型防眩光减反射薄膜。利用光谱仪测试其透光性,并利用雾度计测试不同PMMA添加量薄膜的雾度,利用纳米划痕仪测试表面的摩擦系数,最后用拉伸试验机测试其改性后的弹性模量,总结出基于褶皱结构的防眩光薄膜的制备方案,并根据需求可制备不同雾度的防眩光薄膜。（4）基于降低现阶段金属表面过量反射的问题,将前文研制的减反射涂层应用在铝基表面,以实现其超强的减反射效果。针对金属散热问题,将红外被动散热能力利用制备减反射涂层的手段赋予常规铝基表面,通过光谱仪测试涂镀涂层之后的反射光强度,利用超景深体视显微镜观察表面的形貌变化,利用红外热成像仪对其散热能力进行测试,测试不同加热温度下的散热能力,最后对其降温能力进行测试。（5）针对现阶段多晶硅太阳能电池板光能利用效率较低的问题,将减反射涂层在多晶硅太阳能电池片上进行制备,完成在制绒操作后的进一步加工,实现其在短波段的反射率的降低。对带有减反射涂层的太阳能电池片进行测试与分析,并利用多功能数字万用表测试在不同照度下的开路电压大小,随后以三种太阳能电池板进行横向对比电压输出试验,其输出端接入风扇,利用红外测速计测试其转速,进而分析带有减反射涂层对于光能利用效率的提升。本文运用仿生学思想来解决实际生产种光学表面反射带来的问题,创新之处在于:发现蜻蜓复眼内部片层状组织上的褶皱型微纳复合结构的超强减反射性能,并揭示了其全向减反射机理,通过相似理论完成了建模,通过渐变折射率以及等效折射率理论完成了理论分析,并通过仿真模拟试验完成验证;研发了仿生皱褶型微纳复合结构的一体化制备技术,通过旋涂手段与高温热分解方法的有机融合,实现了在基底上大面积制备精密褶皱型微纳复合结构的目的;针对不同的应用需求,将减反射涂层探索并拓展至多种基底,以减反射为主要功能,同时实现了其防眩、被动散热、提升光能利用的能力。推动了仿生减反射技术在重要光机电器件上的可行性应用。