多脉冲激光作用下,光学元件的激光损伤阈值往往低于单脉冲的损伤阈值,这种现象被称为多脉冲的累积效应。累积效应的存在直接影响了光学薄膜的使用寿命,但是对于激光薄膜多脉冲损伤研究还缺乏系统论述。本文主要从多脉冲激光与薄膜相互作用出发,深入地研究了多脉冲激光作用下光学薄膜的损伤特性和机制。　　 根据国际标准ISO11254-2搭建了多脉冲损伤测试装置。结合实验室实际条件,对光学薄膜的累计损伤的实验方法和数据处理做了相应的规定。　　 研究了常用光学薄膜的多脉冲损伤特性和规律,确定了损伤阈值、损伤概率与脉冲数目的关系,为进一步研究光学薄膜多脉冲的损伤机理奠定基础。实验结果表明:通常光学薄膜的多脉冲损伤阈值随脉冲数目的增加单调递减,并且在脉冲数目足够大时趋于稳定,同时损伤形貌显示薄膜的多脉冲损伤仍是由缺陷引起。单脉冲损伤阈值高的光学薄膜,其累积效应更加明显。实验表明YAG基底的减反膜的损伤阈值低于K9基底的减反膜,可见基底材料对减反膜的损伤有影响。通过对热退火处理后的薄膜进行损伤实验,探索提高薄膜抗损伤的方法。　　 从现有的一些理论模型逐步分析了激光辐照光学薄膜的损伤过程。基于缺陷概率分布模型研究了缺陷对多脉冲损伤的影响。通过激光损伤几率理论模拟与实验结果比较,发现光学薄膜在多脉冲激光作用下,激光诱导新缺陷的产生对累积效应起着重要作用。采用温度场理论计算减反膜中界面吸附层的厚度以及消光系数对温升的影响,结果显示温升与吸收率密切相关。　　 通过损伤实验探讨了缺陷对多脉冲损伤过程和损伤机制的影响,提出了光学薄膜多脉冲损伤的新模型。该模型描述了在纳秒激光作用下光学薄膜的多脉冲损伤是由碰撞离化、多光子离化和缺陷吸收引起的。该模型合理地解释了光学薄膜的纳秒多脉冲损伤实验结果和损伤过程。