该文围绕COIL系统光学薄膜的特点,主要做了三个方面的工作;超低损耗高反射薄膜性能的研究;窗口及其增透膜性能的研究;高反射相位薄膜的初步研究.对于超低损耗高反射薄膜,从影响薄膜反射率的因素入手,着重分析了引起薄膜散射和吸收的原因,如基底的表面粗糙度、薄膜材料的匹配、沉积工艺等,并运用驻波场理论进行膜系设计.在对比电子束热蒸发和离子束溅射沉积工艺后,发现:散射损耗是限制薄膜反射率提高的主要原因,但吸收损耗是判断薄膜性能的一个重要参数;离子束溅射击技术在降低散射损耗、提高薄膜稳定性等方面具有独特优势.采用离子束溅射技术、Ta<,2>O<,5>/SiO<,2>薄膜材料组合、精抛光的硅基底(均方根粗糙度0.5nm),在国内首次实现了反射率为99.99％的超低损耗高反射薄膜.同时,还用相关的测试技术分析薄膜的性能:利用表面热透镜技术对1315nm高反射薄膜弱吸收进行测量,首次测量到小于20ppm的吸收;利用光腔衰减法测量到了薄膜的反射率为99.99％.热处理对高反射薄膜性能的影响是另一个研究重点.文章分析了热处理对薄膜的表面粗糙度、薄膜的微结构、薄膜的稳定性以及损伤阈值等的影响.对于窗口增透膜,从温度场和形变理论出发,首先提出用白宝石晶体代替石英做COIL系统窗口的方案,探讨了窗口形变的机理,并用温度场软件模拟计算了激光对石英基底和白宝石基底的作用,和实验结果十分吻合.同时,系统地研究了不同激光工作方式对石英窗口增透膜和白宝石窗口增透膜的损伤,发现了比较有趣的现象:在脉冲激光方式下,石英窗口增透膜的损伤阈值大于白宝石石窗口增透膜的损伤阈值;在自由脉冲激光方式下,白宝石窗口增透膜的损伤阈值开始大于石英窗口增透膜的损伤阈值.对于高反射相位薄膜,该文仅做初步探讨:在膜系设计及优化上给出了一个方案,研究有待于继续深入.论文中采取多种分析测量手段,包括XRD,AFM,TEM,AES,XPS,SIMS等,对薄膜的微结构、表面形貌、组分等薄膜的性能进行了深入细致的分析,使研究结果与相应的机制探讨有机地结合在一起.