光学薄膜元件在激光系统中起着十分重要的作用,同时它也极易发生损伤。高能激光的广泛应用对薄膜元件的性能提出了更高的要求。激光辐照时,膜层内温度升高,导致薄膜发生熔化、气化等现象;膜层内温度分布不均匀会导致薄膜发生形变,引起薄膜的断裂、脱落等。通过理论分析和仿真计算研究光学薄膜损伤的影响因素,对于优化镀膜工艺,提高光学薄膜的性能和抗激光损伤能力十分重要。本文基于热传导理论、热弹性力学理论建立起激光诱导多层薄膜的温度场和应力场模型,根据数学物理知识进行求解,得到激光诱导多层薄膜温度场和应力场的解析表达式。使用Matlab软件进行仿真计算,并借助激光损伤测试系统对多层薄膜的抗激光损伤能力进行实验研究。主要结论如下:（1）从激光与薄膜相互作用机理出发,分析得出薄膜损伤主要受激光参数和薄膜性质影响,激光能量、波长、光斑半径以及薄膜材料的比热容、吸收系数、热膨胀系数等均会对其产生影响。（2）建立了激光诱导多层薄膜温度场、应力场模型,推导了多层薄膜的温度场、应力场的解析表达式。分别选取Ta2O5、Zn S和HfO2为高折射率材料,SiO2和Mg F2为低折射率材料,以G|HL|A和G|HLHL|A作为初始膜系,得到Ta2O5/SiO2、Zn S/Mg F2和HfO2/SiO2多层增透膜。分析可得,多层膜温度、应力场分布与双层膜类似。激光辐照时,薄膜厚度方向温度变化不明显。膜层中心点温度最高,沿薄膜半径方向温度降低。（3）薄膜的损伤情况受材料性质和激光参数的影响,不同膜层内的温度值、应力值不同。激光能量为10m J,光斑半径为4mm时,Ta2O5/SiO2多层膜中,SiO2和Ta2O5膜层的最高温度分别为695℃和95℃,均未超过材料熔点,未发生热损伤。最大拉伸应力分别为5MPa和19MPa,最大压缩应力分别为54MPa和118MPa,均未超过材料断裂、压缩强度,未发生热致应力损伤。在此条件下,Zn S/Mg F2和HfO2/SiO2多层薄膜也不会发生损伤。分析多层薄膜的温度、应力场可得:相邻膜层交界处的温度值和应力值会发生跃变,即薄膜-薄膜交界处易发生损伤。设计膜系制备薄膜时应当选择热物性参数相差较小的材料,将薄膜的损伤降到最低,避免膜层之间发生脱落、分离。（4）通过损伤测试系统对多层薄膜的抗激光损伤能力进行测试。实验结果表明:波长越小,光子能量越高,多层薄膜的损伤阈值降低。分析不同激光能量下多层薄膜损伤形貌可得:激光能量越高,薄膜损伤情况越严重,膜层极易发生炸裂、剥落现象。实验所得结果均与理论部分相符,证明了理论模型的合理性。本文通过对多层薄膜受激光辐照后温度场、应力场进行分析,讨论薄膜损伤的影响因素。研究结果对于优化镀膜工艺、提高薄膜的抗激光损伤能力和保障激光系统的正常运转有着十分重要的指导作用。