光學薄膜是大塊材料經(jīng)過固相——液相——氣相——固相或固相——氣相——固相轉化后在基板上凝聚而成的，因而它的微觀結構、晶體結構以及薄膜成分都會與原始塊狀材料不同。

絕大多數(shù)金屬幾乎都是以原子形式蒸發(fā)的，但是對于一些半導體和半金屬，它們多是以2個或2個以上的原子集合體逸出的。因為Sb的4個原子幾乎是以相似的共價鍵相結合，故Sb膜中主要含Sb4，同時混入Sb2和少量Sb。As多為As4和As2，Bi和Te含有相當多的Bi2和Te2，在C，Ce，Se和Si中也都觀察到類似的集合體。

化合物的情況更加復雜。對于硫屬化合物，蒸發(fā)時材料是分解的，例如，2ZnS→2Zn+S2。但它們在基板上又重新化合了，因而仍能得到化學計量與塊狀材料近似一致的膜層。CdTe也分解為Cd和Te2。同樣，氟化物也會引起不同程度的失氟，失氟后的膜層吸收潮氣能力提高。這種失氟現(xiàn)象與蒸發(fā)源密切相關，采用大容量的輻射蒸發(fā)源可得到與塊狀化學計量近似一致的膜層。在蒸發(fā)氧化物時，可觀察分解的O2，即使是穩(wěn)定的SiO2也包含著SiO和O2.失氧嚴重的是TiO2，Ta2O5和NiO等，相比之下，MgO，Al2O3，BeO和CoO2幾乎接近于塊狀材料。

激光鏡片濾光片膜層厚度的均勻性是指膜厚隨著基板表面位置變化而變化的情況。膜厚均勻性不好，膜系特性會遭到嚴重的破壞，所以薄膜厚度的均勻性如同薄膜厚度監(jiān)控一樣是一個重要的課題。

對于不同的薄膜往往有不同的均勻性要求。

對單層MgF2減反射膜，若膜厚為λ0/4（λ0=520nm），則均勻性誤差一般不得超過40nm，否則就會在同一基板上出現(xiàn)不同顏色。要求嚴格的是窄帶濾光片，其均勻性誤差所引起的整個濾光片表面上的峰值波長變化不能大于半寬度的0.3倍。對于一個直徑不大于50mm、在可見光區(qū)半寬度不小于20nm的濾光片，這個要求不算太高，但是對于更大直徑和更窄半寬度的濾光片問題就非常突出。對截止陡度要求很高的截止濾光片也是同樣，均勻性不好將導致過渡性嚴重惡化。