近年来，高功率放电成为磁控溅射技术的主流发展趋势，通过高离化高能量的等离子体沉积来提升涂层性能，进而适应日益严苛的服役环境。然而，与常规的低功率放电相比，高功率放电呈现非线性特征，影响因素复杂且稳定性差，研究难度加剧。鉴于此，本文首先开发筒内高功率放电技术，将高密度等离子体限制在筒型阴极内，避免了不稳定放电产生的金属液滴对涂层造成影响，同时利用类空心阴极效应促进电离和溅射，获得近100%的纯离子沉积。在此基础上，从阴极热极限的角度出发，提升阴极热极限开发了超大功率磁控阴极，实现了连续高功率磁控溅射技术，将功率密度极限提升至200W/cm²，实现了稳定的高离化快速沉积。针对高离化等离子体难以表征和模拟的难题，本文进一步开发了高离化虚拟磁控溅射系统，实现了对大尺寸复杂真空系统中等离子体放电、反应、溅射、输运、沉积全流程的仿真，为高功率放电的进一步推广和应用提供了理论支持和参考价值。

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