辐射制冷是指物体或结构通过在大气透明窗口(8-13μm)的强吸收/辐射能力将自身热量传递到冰冷的外太空从而实现制冷的行为。本文围绕着多层光学薄膜器件在辐射制冷领域的应用进行研究,提出了基于多层光学薄膜结构的辐射制冷模块以及红绿蓝三基色反射式制冷滤光片两种薄膜器件,具体内容包括以下几个部分:首先,介绍辐射制冷的发展、研究成果和工作原理。此外,本文还对光学薄膜的发展以及颜色滤光片的发展进行介绍。其次,基于多层光学薄膜结构,提出一个简单、低成本的辐射制冷模块。它在大气透明窗口的平均吸收/辐射率超过96%。该辐射模块的宽波段强吸收/辐射特性是由于使用两种在大气透明窗口具有吸收特性的材料交替组成一个叠层结构,最外层添加一层无吸收材料作为减反射层,使得整体结构激发的光谐振吸收效应能够相互重叠覆盖。该辐射模块在夜间的最大制冷功率密度可达113.0W/m2。当其背面集成一个能反射97%的入射太阳辐射的反射模块时,即使日间的太阳辐射能量高达1000W/m2,其理论的日间最大制冷功率密度也可高达83.0W/m2。最后,基于多层光学薄膜结构提出了红绿蓝三基色反射式制冷滤光片。不同于以往的反射式滤光片会使用吸收材料对透射部分的光进行吸收,本文提出使用单面抛光的基板制备制冷滤光片,透射部分的光不被吸收,而是被粗糙的背面以漫反射的形式反射回入射空间。三种颜色的制冷滤光片在大气透明窗口的平均辐射率约为90%,具有良好的角度不敏感性。对比传统的化学染料型颜色滤光片,本文所提出的红绿蓝三基色反射式颜色滤光片在同等强度的太阳辐射照射下,工作温度能比前者低约14.4℃、19.4℃和16.3℃。