光学薄膜的性能要求与其具体应用密切相关。不同领域系统以及应用环境会对光学薄膜的性能提出不同的要求。应用于高功率激光系统的光学薄膜突出的要求就是具有足够高的破坏阈值。近几十年来，高功率激光薄膜的研究基本都围绕这个问题进行。目前，1064nm的激光反射膜，在1ns脉宽的条件下破坏阈值已经达到100J/cm2以上，用溶胶凝胶法在熔石英基底上制备的351nm减反射膜在3ns脉宽条件下的破坏阈值也已超过20J/cm2。随着激光波长、脉冲宽度、结构及重复率的变化，薄膜的破坏机制及相应的控制和改进手段都会有很大不同。此外，考虑到激光系统长期工作的稳定性和可靠性以及在不同环境下应用的问题，光学薄膜抗激光强度的累积效应和环境的影响也是光学薄膜必须研究的课题。

据中金企信国际咨询公布的《2020-2026年中国光学薄膜市场动态监测及竞争战略研究报告》统计数据显示：光学薄膜在超短脉冲激光系统中的应用，主要在两个方面扩展了光学薄膜器件的要求：

1)啁啾脉冲反射镜。这类反射镜，不仅要求较高的反射率，而且要求对群延迟色散进行调控，以实现对超短脉冲激光在传输和放大过程中所产生延迟量的补偿。目前啁啾反射膜可以在600nm的波长范围内实现足够量的群延迟色散补偿，可以获得脉冲宽度为3.5fs的激光输出。

2)介质膜脉冲压缩光栅，这类光学元件把光学薄膜和光栅结合在一起，构成一种新型的光学薄膜，目前尺寸为米级的脉冲压缩光栅已经研制成功，其平均衍射效率大于95%。用于激光陀螺和引力波测量的光学薄膜，要求有极低的散射损耗和极高的反射率。目前，反射率高达99.9998%，散射率低于1×10-6的光学薄膜元件已经成功地应用于相应的仪器和系统。

用于光通信的光学薄膜，其突出的特点是在极高性能的前提下还要有极高的环境稳定性和时间稳定性，正是在光通信的推动下，光学薄膜技术得到长足的进步。目前，半峰全宽仅有0.4nm通信波段的密集型超窄带矩形滤光片已经获得应用，它在-60℃～50℃的温度区间内波长漂移小于0.1nm。层数近400层、厚度达65μm的宽波段波分复用滤光片也已发展为产品。

用于光显示的光学薄膜包括分色/合色滤光片、全色高反射率波导管等，其中要求最特殊的光学薄膜是宽角宽带偏振分光膜，该薄膜要求在角宽大于±6°的条件下，在可见光范围内实现消光比大于1000的偏振分光。

用于荧光和拉曼探测的滤光片突出的要求是极高的截止深度。目前这类滤光片在保证透射峰具有足够高的透射率前提下，截止波长的光密度可以达到8，甚至更高。

用于空间系统的光学薄膜，需要考虑的问题是真空工作环境。在高达上百摄氏度及零下百余摄氏度的温度变化条件下薄膜元件性能基本不变，且稳定地运行。另外，在特殊条件下，薄膜会受到空中射线的辐照造成元件性能下降。元件的使用寿命也是其最主要的指标之一。目前，空间遥感应用的滤光片已经向集成化和阵列化发展，在分辨率进一步提高的基础上，应确保器件更高的稳定性、可靠性和足够长的寿命。

光学薄膜大致可以分为两组：偏光片和背光模组光学薄膜，主要应用领域是TFT-LCD。LCD主要由液晶、背光模组、玻璃基板、偏光片及TFT电极等几大部件组成。液晶显示器件从结构上说，属于平板显示器件。其基本结构呈多层的平板形。典型液晶显示器件基本结构主要是由液晶，玻璃基板，偏光片及TFT电极等几大部件组成。当然，不同类型的液晶显示器件其部分部件可能会有不同，但是所有液晶显示器件都可以认为是由两片光刻有透明导电电极的基板，夹持一个液晶层，封装成一个偏平盒，再在外表面贴装上偏光片等构成。其中，背光模组光学薄膜又大致包括反射膜、扩散膜、普通棱镜片、多功能棱镜片、微透镜膜、反射偏光增亮膜等六种。