光学薄膜是激光系统中不可缺少的基本元件，也是超强超短激光系统中最薄弱的环节之一，其激光损伤问题一直是限制超强超短激光系统向高能量、高功率方向发展的“瓶颈”。不同于纳秒脉冲，飞秒激光引起的材料损伤过程具有较强的本征损伤特性，作为飞秒损伤诱因的各种电子态无法显微观测。因此，开展介质材料损伤相关的超快动力学研究，了解超强超短脉冲激光作用下光学材料、元件的激光破坏相关动力学过程，对于阐释超强超短激光作用下薄膜材料及元件的损伤机理，以及探索改善薄膜材料及元件抗超强超短激光脉冲损伤能力的途径，具有非常重要的实际意义。　　本研究主要内容包括：⑴对泵浦-探测实验平台进行了改进，通过引入色散补偿器件调整输出脉宽，分别实现了中心波长为400nm以及800nm的宽波段超快激光测试能力，将以往的单波长泵浦探测实验扩展为宽光谱泵浦探测实验，有助于获取材料内部与损伤相关的更多缺陷态的信息。⑵通过泵浦探测实验，研究了中间能量缺陷态的存在对于光学薄膜材料光学性能及其激光损伤阈值的影响。首先，采用400nm的飞秒激光，观察到了Al2O3/SiO2高反膜内与激光诱导损伤密切相关的缺陷态的存在，并通过对反射率随时间的变化进行相应的频域分析，对该中间缺陷态进行了精确的能带定位。在此基础上，进一步研究了激光预处理对该中间缺陷态的影响，得到了预处理会导致缺陷态密度增加从而降低薄膜损伤阈值的结论。⑶采用800nm的飞秒激光，对Au高反膜内的载流子超快动力学过程进行了研究。我们分别采用不同能量的激发脉冲，得到了相应的金膜反射率在时域和频域的演化信息。通过进一步的分析，首次发现在飞秒激光的作用下，金膜内部电子会通过双光子吸收等非线性吸收方式在能级之间产生跃迁。同时，我们利用双温模型解释了飞秒激光与材料相互作用的过程中电子以及晶格的热动力学过程，并模拟了激光与材料相互作用后电子与晶格温度随时间的变化过程。