近年来激光武器发展迅速,几乎决定了现代战争的胜负成败。激光武器可以用来直接破坏性的摧毁目标,也有用来扰乱对方光电器件工作的干扰性或致盲性武器。致盲激光武器往往不需要很大的功率就能严重干扰卫星红外窗口的核心部件。激光武器日新月异的发展,使得人们不得不关注激光防护的研究与发展。二氧化钒(VO2)作为一种典型的相变材料,由于本身具有热致变色和光致相变的特点,并且具有低的相变阈值和高的激光损伤阈值,相变时间短等优点,基本完美的满足了激光防护材料的要求,而被认为是新型激光防护的理想材料。当温度低于68℃时VO2为单斜M相呈绝缘体(半导体)态;当温度高于68℃时VO2为R相的金属性质材料,所以将之称为金属-绝缘体相变(the metal-to-insulator transition,简称为MIT)。在低于相变温度时,红外和近红外光对VO2薄膜的透过率在80%以上;而当温度高于68℃时红外和近红外光的透过率急剧减小为10%以下,这种变化使VO2可以运用在激光防护中。本论文的主要工作为:(1)详细分析了VO2薄膜的基本性质和相变机理,并基于等效介质理论分析了基于VO2的纳米组合薄膜的特性,为后续的仿真和实验提供了理论基础。(2)分析了VO2的制备方法,并采用磁控溅射方法在石英基底上制备了表面均匀红外开关率达74%的高性能VO2薄膜。(3)采用TFCalc软件仿真计算了VO2薄膜和不同比例的VO2-SiO2组合薄膜在可见光和近红外波段的高低温透过率和反射率,得到符合激光防护作用的组合薄膜比例,为实验提供了方向性指导。(4)采用磁控双靶溅射方法制备了不同特性的VO2-SiO2组合薄膜,采用单一变量法着重分析了不同射频溅射功率或不同氧氩气比对组合薄膜红外相变特性的影响。(5)利用VO2对硅光电池的防护作用模拟了VO2在激光武器中的防护效果,同时证明了制备的薄膜具有低的功率密度相变阈值和高的功率密度损伤阈值。