在光学镀膜领域，超纯水设备的应用核心是规避水质中的杂质对膜层附着力、光学性能、表面平整度的破坏，主要在以下几种关键情形下必须使用：
- 基片清洗环节光学基片（如玻璃基片、晶体基片、金属基片）在镀膜前的清洁度直接决定膜层质量，若基片表面残留金属离子、微粒、有机物等杂质，会导致膜层脱落、针孔、雾度超标等问题。此时需要用超纯水进行高精度清洗，尤其是对高折射率膜、低损耗光学膜、激光器件用膜等高端镀膜产品，普通纯水的杂质含量无法满足要求，必须依靠超纯水（电阻率≥15 MΩ・cm，微粒粒径＜0.2 μm）完成超声清洗、漂洗、最终冲洗等步骤，确保基片表面达到 “原子级清洁”。
- 镀膜液 / 靶材制备环节部分光学镀膜工艺会用到液相镀膜液（如溶胶 - 凝胶法镀膜的前驱液），或对靶材进行预处理。镀膜液中的离子杂质会影响溶胶的均匀性和固化后的膜层致密性，靶材表面的杂质则会在溅射镀膜过程中混入膜层，改变膜层的光学折射率和透光率。这种情况下，需要用超纯水作为溶剂配制镀膜液，或清洗靶材表面，避免杂质引入，保证镀膜液的纯度和靶材的洁净度。
- 高精度光学元件的后处理环节对于望远镜镜片、光刻机光学组件、激光镜片等高精度光学元件，镀膜完成后还需进行边缘抛光、缺陷修复等后处理，处理过程中会产生微小的碎屑或残留的抛光液。此时需要用超纯水进行无残留冲洗，防止普通水中的钙镁离子、有机物在元件表面形成水垢或污渍，破坏光学元件的透光性能和成像质量。
- 高洁净度镀膜环境的配套环节在洁净度要求极高的镀膜车间（如 Class 10/Class 1 级洁净室），超纯水还会用于洁净室的湿洗清洁，比如清洗镀膜设备的腔体、传输导轨、夹具等部件。这些部件直接与基片或膜层接触，若表面残留杂质，会间接污染产品，因此必须用超纯水进行清洁，维持整个镀膜环境的洁净标准。
