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研究并建立了多脉冲激光辐照Al2O3增透薄膜及K9玻璃基底的物理模型，采用有限元算法求解相应的热传导方程和热应力方程，得到了材料内部热应力场分布。数值模拟结果表明，材料内部环向力起主导作用。且温度冷却时，残余环向热应力沿径向移动，在低频情况下，先发生热应力损伤的是基底，后发生热应力损伤的是薄膜。研究成果可为激光与薄膜相互作用机理以及薄膜的抗激光损伤提供一定的理论依据和指导。