氧化铪(HfO2)薄膜因具有近紫外-红外光谱范围内优良的光学透过性,高抗激光损伤阈值,高介电常数,以及良好的热力学稳定性和化学稳定性等,被广泛应用在光学系统、集成电路和保护涂层等领域。同时,因为磁控溅射法具有在薄膜制备过程中控制薄膜结构和组分的优点,现已成为制备HfO2薄膜的主流方法之一。采用磁控溅射法如何制备出高纯度、低缺陷密度、低应力,稳定性良好的HfO2薄膜仍然是当前研究的热点问题。本文采用直流、射频两种反应磁控溅射法制备HfO2薄膜。通过正交实验分析了靶功率、靶基距和氩氧比对薄膜性能的影响程度,主要研究了影响最大的因素氩氧比对薄膜结构、光学性能及力学性能的影响规律,分析并总结了HfO2薄膜微观结构和性能之间的密切联系。针对HfO2薄膜制备过程中金属Hf溅射速率高,而气氛中Hf、O元素反应速率相对低的特点,研究确定了在制备过程中提升薄膜性能的衬底温度和负偏压的最优参数。通过对上述所有制备过程中工艺参数的研究,最终得出薄膜制备过程的最佳工艺参数。为进一步提升薄膜的性能,对上述最佳工艺参数条件下制备的Hf02薄膜进行退火和离子束处理。分别在退火温度、离子能量、束流密度和离子束处理时间上进行参数控制,研究了HfO2薄膜厚度、结晶行为、透射率、硬度、弹性模量和激光损伤阈值的变化规律。结果表明：当退火温度为900℃时,薄膜在可见光谱范围内峰值透射率、硬度和弹性模量值分别为93.11%、10.61GPa和183.99GPa。当离子源屏栅电压为400V,处理时间为20min时,薄膜的激光损伤阈值为15.32J/cm2。表明可利用反应磁控溅射以及相应的后处理方法制备高质量的HfO2薄膜。