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本文根据全固态激光系统中应用的光学薄膜特点及其发展过程中遇到的问题，分别研究了三个方面的内容：制备、处理条件对氧化物光学薄膜微结构及光学性质的影响；几类双波长分离薄膜的设计与制备：全固态激光系统中光学薄膜的激光损伤研究。
论文首先研究了基底包括YAG晶体、LN晶体、K9玻璃和熔融石英衬底对薄膜结构的影响，随后又研究了沉积温度、沉积方法、薄膜厚度等参数对薄膜结构的影响。实验结果表明：薄膜结构对于制备工艺有较强的依赖性，利用表面扩散以及薄膜成核生长热力学原理对这些现象进行了解释。另外，研究了退火温度对TiO2薄膜性质的影响，结果表明，不同的退火温度下TiO2薄膜均出现了严重的光损耗，且截止波长向长波方向移动，这些现象是由退火造成的氧缺陷吸收、薄膜表面晶化引起的表面粗糙引起的，并发现了退火的TiO2薄膜具有量子尺寸效应。
设计了基频与泵浦光的双波长分离薄膜，并分别利用电子束蒸发和双束离子束溅射的方法进行了制备。电子束蒸发制备的薄膜，在背面镀增透膜后，其在808nm处的透过率98.73％，1064nm处的反射率为99.99％，利用离子束溅射制备的薄膜，在808nm处的单面透过率达到95％以上。设计制备了其他全固态激光系统中用的薄膜。
对退火ZrO2、TiO2薄膜的吸收、激光损伤阈值进行了研究，结果表明：低温退火时，薄膜的吸收有减少的，当退火温度比较高时，薄膜吸收又会增大；单斜结构的ZrO2薄膜具有较高的激光损伤阈值；高温退火时，TiO2薄膜的损伤阈值很低，吸收是其损伤阈值较低的主要原因；比较了几种制备方法对HfO2、Ta2O5薄膜的弱吸收、损伤阈值的影响：对于Ta2O5薄膜来说，由于Ta靶的杂质含量极低，而且利用离子束溅射制备的薄膜没有喷溅现象，其激光损伤阈值是电子束蒸发制备薄膜的1.8倍。对于HfO2薄膜来说，由于Hf靶的纯度较低，离子束溅射制备薄的膜激光损伤阈值并不是很高，仅仅和离子辅助制备的薄膜相当。