当前，超大规模集成电路制造技术持续进步，单元器件尺寸不断向深亚微米方向发展。但当尺度细微化后，热传递机制具有波动性和尺寸效应等明显特征。通过微尺度热传导理论才能给出合理的解释和准确的预测。另外，无论是在高新电子科技产品的核心电路设计，还是光学元件的低损耗使用，都要求对材料的热学性质有简单快速的检测手段。测量热扩散率的方法很多，其中光热偏转法是非接触式的，具有甚高的精度，可测量各方向的热扩散率，测量的动态范围大，在检测方式上易于操作，而且便于转化光学布置、对样品可进行无损或低损检测等优点，而倍受关注。因此，研究材料的温度场结构模型及其解，并依据光热偏转理论给出其偏转量与材料热学性质间的关系，不仅在理论研究上有其价值，而且在实际应用中也有广泛影响。 本论文综述微尺度热科学的理论建模及薄膜的实验测试方法的研究进展，从线性波尔兹曼传输方程的解得出声子散射热传输方程。利用声子散射传输方程，并用拉普拉斯变换法得到一维非金属薄膜在简谐温度边界条件下温度响应的解。通过Matlab计算，讨论了在微尺度条件下非金属薄膜内部、膜前后表面的热响应特征。 研究表明，热响应温度和热传播速度随参数Е的变化而变化。在薄膜内不同深度处，当E〈0.1时，声子碰撞过程以N过程为主，温度波动特性明显，最高响应温度在波的传播方向上先减小后增大；当E〉0.1时，声子碰撞过程以U过程为主，最高响应温度将持续减小。同时在薄膜内当E取值较大时，热的传播速度也较大，不同深度处达到最大响应温度的热响应时间几乎相同。而对薄膜后表面，热传播速度随E的增大而增大，当E〈0.25，最大热扰动响应温度随E的增大而减小；当E〉0.25时，最大热扰动响应温度随E的增大而增大。 利用声子散射传输方程，并用拉普拉斯变换法得到二维非金属薄膜在简谐温度边界条件下温度响应的解。通过Matlab计算，讨论了在微尺度条件下非金属薄膜内部的热响应特征。最后，根据求解结果搭建实验系统、调整数据处理程序，通过实验室实测验证了该方法的正确性与可行性。 通过Matlab计算得到了二维情况下的温度变化:(1)得到了某一位置γ处，温度随E 、δ的变化规律。(2)当δ为某一确定值时，温度随γ、E的变化规律。(3)当E为某一确定值时，温度随δ、γ的变化规律。且当E为0时，温度随δ的变化规律，与一维的情况相吻合。