本文用有限元法研究并建立了长脉冲激光对介质薄膜热应力损伤的理论模型，在该模型的基础上模拟了介质薄膜和基底中的温度场和热应力场瞬态分布，分析了长脉冲激光对介质薄膜的热应力损伤的机理。根据经典热传导方程和热应力的基本方程，假设介质薄膜和基底为各向同性且热力参数不随温度变化时，建立了长脉冲激光辐照下介质薄膜和基底中瞬态温度场和热应力场的物理模型。研究了网格大小和时间步长参数和有限元求解的稳定性关系，建立了优化的有限元模型。在理论分析的基础上，模拟计算了在长脉冲激光辐照下介质薄膜和基底中的瞬态温度场。数值模拟结果表明，薄膜和基底内部沿径向产生很大的温度梯度，轴向的温度梯度较小，激光功率密度越大，沿径向的温度梯度越大，薄膜中心的温度越高。模拟计算了在长脉冲激光辐照下介质薄膜和基底中的瞬态热应力场。数值模拟结果表明，长脉冲激光对介质薄膜的损伤主要是热应力损伤，在热应力损伤的过程中环向应力起主要作用。长脉冲激光对AL₂O₃薄膜的损伤是由于基底在热应力的作用下被损坏而最终导致AL₂O₃薄膜的损坏。介质薄膜的损伤从光斑边缘交界面开始，激光功率密度越大，介质薄膜越容易受到损坏，损坏区域越大。本文的研究结果可为激光对薄膜热应力损伤的理论和数值模拟研究提供理论依据，同时也为长脉冲激光技术的发展与拓宽其应用范围提供理论依据。