针对光电制导飞行器的定向能激光武器取得了长足的进步,可以致盲甚至毁伤光电探测器,对飞行器的生存安全构成了严重威胁。通过对飞行器的窗口进行合理的光学膜系设计,可以实现对有害激光源的过滤,极大的保障光电探测器和飞行器的安全。相变材料对光强敏感,具有强光低透过和弱光高透过特性。VO2（M1）为典型的相变材料,可以利用其相变前后的光限幅特性实现激光防御的目的,相变的可逆特性,又可以兼容弱光探测与强光防护之间的矛盾点。本文以VO2（M1）薄膜为主线,研究了高VO2（M1）相比例薄膜的制备工艺及其红外波段光限幅性能,并利用W掺杂降低了VO2（M1）的相变温度,进一步研究了VO2（M1）薄膜的中红外纳秒激光防护性能,结合有限元计算分析了激光辐照薄膜时的热效应作用规律,具体过程和结论如下所述:首先,利用磁控溅射技术制备了V2O5薄膜,研究了氧气流速和基底温度对薄膜结构和性能的影响,然后将V2O5薄膜进行退火处理制备VO2（M1）薄膜,研究了退火温度和退火时间对V2O5转化行为的影响。由于V的氧化物众多,对氧气较为敏感,在反应直流磁控溅射中几乎观察不到金属模式的存在。随着氧气流速的增加,V的价态逐渐升高,在可见和红外波段的光学透过率逐渐升高,当氧气流速达到2.0 sccm时可以制备得到V2O5薄膜。基底温度主要影响薄膜的结晶特性,而对薄膜的成分几乎没有影响,不同基底温度沉积的薄膜均为V2O5。随着退火温度和退火时间的延长,V2O5的热转化进行的越彻底,VO2（M1）相比例逐渐升高,在4μm处的光限幅性能也逐渐增强,在600℃保温30分钟和550℃保温180分钟后均可以获得较好具有较好光限幅性能的VO2（M1）薄膜,光学透过率变化量分别达到71.58%和63.83%。其次,在上一步的基础上,利用W和V的磁控共溅射结合退火步骤制备得到了W:VO2（M1）薄膜,通过改变W靶溅射功率来改变W元素的掺杂比例,研究了W掺杂对薄膜相变温度的调控规律,并进行了机理分析。W靶的溅射功率分别为0 W、5 W和10 W时,薄膜的相变温度依次为70℃、58℃和45℃,在4μm处的光学透过率变化量分别为63.89%、63.17%和37.80%。随着W掺杂比例的升高,薄膜的相变温度逐渐降低,光限幅性能也逐渐衰退,但是其室温导电性逐渐变好,相变前后电学性能均具有～3个数量级的变化量。最后,对制备的VO2（M1）薄膜进行了中红外纳秒脉冲激光防护性能测试,膜厚约为150 nm。薄膜在被不同参数的激光辐照时表现出了不同的相变阈值,并利用有限元计算的方法研究了激光参数对激光热效应的影响规律。低单脉冲能量、高重频激光辐照时的相变阈值为8.2 m J/cm~2,透过率变化量为85%,而高单脉冲能量、低重频激光辐照时的相变阈值升高为66.9 m J/cm~2,透过率变化量为67.5%,这种差异是由于激光重频对脉冲激光的热效应的影响所导致的。