溶胶-凝胶法制备的SiO2和TiO2光学薄膜在可见光及近红外波段表现出低吸收、小色散、良好的化学和热稳定性以及抗激光损伤能力强的特性。其简便的制备方法和低成本使得其在高功率激光设备中拥有广阔的应用前景。薄膜性能的提升通常与制备工艺和微观结构密切相关。此外,溶胶-凝胶光学薄膜的激光损伤机理尚未得到充分的认识,因而本论文从SiO2和TiO2胶体制备和薄膜微观结构着手,研究薄膜的激光损伤性能。采用溶胶-凝胶法结合旋涂技术,探究了单一因素对多孔TiO2、SiO2薄膜的光学常数影响,分析并总结了薄膜微观结构和性能之间的联系。研究发现:PEG（polyethylene glycol,聚乙二醇）质量分数、退火温度、PEG分子量、溶胶浓度对TiO2、SiO2薄膜的折射率影响较大,旋转速度对TiO2、SiO2薄膜的折射率影响最小。制备的TiO2薄膜折射率变化范围为1.6324～2.0635,SiO2薄膜折射率变化范围为1.2551～1.4386。孔隙率越大,薄膜的表面粗糙度越大。当TiO2薄膜的孔隙率为11.5%～38.7%时,表面粗糙度为1.22nm～3.87nm;SiO2薄膜的孔隙率为4.04%～41.3%时,表面粗糙度为1.05nm～9.69nm;同时发现,TiO2和SiO2薄膜在折射率为1.6409、1.2551时,光学带隙最大,分别为3.97e V和4.15e V,与理论值相当接近。采用最佳工艺参数分别制备了单层TiO2和SiO2薄膜,获得了薄膜精确的光学常数,在此基础上设计并制备了膜系结构为G/（HL）~9H/A的多层多孔高反膜,同时研究了膜间渗透对多层膜性能的影响。研究了不同工艺参数对单层多孔薄膜激光损伤阈值的影响。当确定溶胶配比、输出模式、光斑直径、辐照次数一致的情况下,通过对比发现,随着PEG质量分数的增加,TiO2、SiO2多孔薄膜的激光损伤阈值均呈现出先降低后增加的现象,其中当PEG的质量分数在8%时,TiO2多孔薄膜的激光损伤阈值最高,平均值达到了16.7J/cm~2,较未改性的TiO2薄膜提高了1.1J/cm~2。而SiO2多孔薄膜的激光损伤阈值较未改性薄膜的激光损伤阈值并未提高,当PEG质量分数从0.8%增加到8%时,SiO2薄膜的激光损伤阈值提高了1.9J/cm~2。总的来说,孔隙率提高可以增强薄膜的抗激光损伤能力。最佳工艺条件下制备的TiO2、SiO2多孔薄膜的损伤阈值分别为16.9J/cm~2、15.7J/cm~2,与课题组采用物理法制备的薄膜相比,溶胶-凝胶法沉积的TiO2薄膜损伤阈值较物理法提高了276.4%,SiO2薄膜损伤阈值较物理法提高了55.1%。TiO2/SiO2与SiO2/TiO2双层膜的激光损伤阈值差距不大,分别为10.6J/cm~2、9.4J/cm~2,说明无论哪种材料在上激光损伤差距不大。采用膜系结构为G|（HL）~9H|A高反膜的激光损伤阈值为6.24J/cm~2,当激光能量高于阈值时,损伤从薄膜的表面向其内部发展,膜层出现剥落型的热应力损伤,损伤斑面积基本超过激光光斑半径,这说明溶胶-凝胶法制备的高反膜对激光能量有强烈的依赖关系。