作为一种高精度、长寿命、低功耗的惯导器件,半球谐振陀螺(HRG)在各种航空航天等战略性武器当中具有广阔的应用前景。半球谐振子是半球谐振陀螺的核心部件,以其高Q值、低频差的优良特性保证了半球谐振陀螺的工作精度。对谐振子表面金属化镀膜是半球谐振子制造的重要工艺环节。薄膜残余应力和膜厚均匀性对谐振子的Q值和频差具有重要影响。本文对半球谐振子表面金属化镀膜后薄膜残余应力和膜厚均匀性对谐振子Q值和频差的影响进行了理论研究,发现不均匀的薄膜会引发谐振子固有频率的改变从而增大频差,薄膜内的残余应力使谐振子产生内耗从而降低其Q值;研究了薄膜残余应力分类及各类残余应力的产生机制,对Au与Cr构成的双层薄膜系统的热应力进行了理论建模,根据模型得知各层膜的热应力值与其他膜层无关,且此双层膜系统的中性轴位于基底距下端自由面2/3基底厚度的位置;模拟了不同基底温度下的薄膜热应力并确定了基底温度的最佳理论值,模拟结果显示残余应力中的本征应力远大于热应力;针对超薄薄膜残余应力的非接触式测量,分别以曲率基片法、X射线常规法和X射线掠入射法进行了实验研究,发现Au和Cr材料的延展性使得曲率基片法测得的残余应力值小于其真实值,X射线常规法对本课题的薄膜残余应力只能进行定性分析,X射线掠入射虽然适合超薄膜的残余应力测试,但其在测量过程中自由度受限导致接收到的薄膜材料衍射峰不完整。本文提出了利用贴片法测量球面膜厚均匀性的工艺,分别利用磁控溅射和电子束蒸发进行了球面金属化镀膜实验,发现电子束蒸发镀膜可获得均匀性较好的球面金属薄膜;根据朗伯定律,利用ZEMAX模拟了谐振子球面膜厚分布和均匀性,模拟结果与膜厚均匀性测试结果基本一致;分析了谐振子半球在镀膜过程中的运动方式对膜厚分布和均匀性的影响。