随着生物医学的深入研究,相衬显微镜在细胞、微生物和组织病理学等方面得以广泛应用。相衬元件置于相衬显微系统物镜后焦面上,将物体的位相信息转换为振幅信息,从而大大提高了微小透明物体的可分辨性,因此提升相衬元件的精度是改善相衬成像效果的重要途径。本文基于Zernike相衬法原理和相衬板设计理论,利用金属材料Ag具有宽角度消偏振的特性,设计了一种低偏振效应的移相膜,抑制了系统由于不同角度的杂散光引起的偏振效应,解决了传统相衬板由此产生的成像误差问题。材料折射率以及物理厚度是影响位相厚度的直接因素,本课题基于薄膜透过率理论和色散模型,对薄膜材料的光学常数进行反演计算,并进行工艺优化最终拟合了材料的光学常数。基于膜系设计理论,并结合计算得到的光学常数,采用定量法对移相膜进行设计,通过调整Al₂O₃膜层的厚度,克服了剥离过程中出现圆环边缘破碎的现象,同时保证了Ag膜附着力,最终确定Al₂O₃膜层的物理厚度为15 nm。并采用光刻以及物理气相沉积的方法,研制了可用于相衬显微镜中的新型薄膜结构的相衬板。移相膜镀制过程中,利用TFCalc软件进行逆向反演分析,优化Ag膜和Al₂O₃膜的沉积工艺,通过控制介质膜和金属膜的物理厚度,分别调节相衬板的位相和透过率,提高了相衬度;同时通过优化光刻及薄膜的制备工艺参数,得到图形边缘整齐、环宽度为0.722 mm的相衬圆环结构。最终获得环宽度符合系统要求、消偏振效果良好、振幅透过率为18.03%、相移量为0.49π的相衬板,针对相衬板的应用环境进行相应测试,并使用相衬显微系统测试其可靠性,经过对细胞的观察证实了本课题所研制的相衬板成像效果良好,细胞内部结构较为清晰。