随着集成电路、固体发光及激光器等领域的迅速发展，薄膜科学技术愈来愈受到重视。一方面，人们不断探索新的薄膜制备工艺制备满足特殊要求的薄膜；另一方面，深入研究不同工艺条件下薄膜生长机理，对薄膜生长进行控制。对薄膜生长机理研究常常集中在对其初始生长阶段成核及岛生长、合并、渗析过程的研究。在薄膜初始生长阶段，已经形成的成核理论包括毛细管理论(Capillaritytheory)、原子成核理论(StatisticalorAtomistictheory)等，对于这一阶段的模拟常采用基于原子模型和随机过程的MonteCarlo方法。由于薄膜界面演化取决于薄膜生长中的热力学及动力学过程，对于薄膜表面演化过程的研究可以了解薄膜生长中复杂动力学过程。因此，对薄膜表面形貌及其演化过程的研究也是探索薄膜生长机理的主要途径之一，在这一阶段对薄膜生长的模拟通常采用数值微分方法。 本论文对于各向同性及各向异性薄膜的生长机理进行了初步研究。在此基础上，研究了电磁波在双折射薄膜界面的传播特性，并利用薄膜双折射特性设计了一系列消偏振薄膜器件。 对于各向同性薄膜，在初始生长阶段，我们采用MonteCarlo模拟方法研究了沉积速率、沉积温度、基底晶格结构等因素对薄膜表面团簇生长过程的影响，并且计算了表面团簇的尺寸分布；在连续成膜阶段，我们采用数值微分方法模拟了不同表面扩散系数及表面张力系数下薄膜表面演化过程，并与不同工艺下制备的钛、钼薄膜表面形貌特征进行比较，发现薄膜生长过程可以利用Kuramoto-Sivashinsky模型来描述，且沉积参数(如温度、粒子能量)与模型中不同项的系数之间具有密切关系。另外，利用数值微分方法研究了Kuramoto-Sivashinsky模型作用下非光滑基底表面薄膜演化过程。模拟结果表明，在薄膜生长初始阶段，材料沉积对于初始粗糙基底表面具有平滑作用，这与粗糙基底表面ZrO2薄膜表面粗糙度的变化规律一致。 对于各向异性薄膜，我们利用MonteCarlo方法模拟了倾斜入射条件下薄膜微结构演化，发现除了阴影效应及表面扩散外，沉积粒子在团簇边缘的吸附效应也是薄膜呈现各向异性生长的原因。另外，薄膜各向异性微结构通常导致簿膜具有双折射特性，因此，我们计算了双折射薄膜界面电磁波传播特性，重点讨论了，异常光波在双折射薄膜界面存在的一些有意义光学现象，如同侧折射现象、宽们度布儒斯特现象，并且利用解析方法给出这些现象存在条件。在此基础上，导出Ⅰ双折射薄膜内异常光传播的2×2特征矩阵。另外，利用薄膜双折射特性对光线倾斜入射时两种偏振态光波的等效导纳进行补偿，设计了一系列消偏振薄膜器件如分束薄膜、截止滤光片及可见光范围内减反薄膜等。 在对本论文工作总结基础上，提出一些关于薄膜生长的研究方向。