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全固态激光器以其高效率、长寿命等优势成为新一代的优质光源，而随着全固态激光器小型化、集成化的发展趋势，要求直接在晶体上镀制光学薄膜。由于晶体的物理性质如热膨胀系数、热导率等的各向异性和表面的特殊性，其上薄膜的力学性能与其他基底材料如K9等并不一样;同时，光学薄膜的抗激光损伤特性将直接影响整个全固态激光器系统的设计及运行性能，研究薄膜的激光损伤问题非常重要;并且由于Yb∶YAG激光器经常应用在航天空间低温环境中，低温对薄膜的光谱性能和损伤性能的影响不容忽视。据此，本文研究了YAG晶体上薄膜的力学和激光损伤性能，以及低温环境中薄膜的激光损伤性能。 采用纳米划痕仪表征了晶体基底和玻璃基底上薄膜的力学性能，分析了薄膜微结构、弹性模量对其附着性能的影响，结果表明薄膜在YAG晶体基底上的粘附失效临界载荷小于在K9基底上。分析认为:薄膜与K9玻璃基底机械结合比较牢固，与YAG晶体基底由于晶格不匹配而导致膜基界面处的残余应力较大，增加了膜基剥离应力;同时，薄膜与YAG晶体的弹性模量不匹配度较K9玻璃基底更大，由此导致YAG晶体上薄膜的粘附失效临界载荷较小。 利用根据国际标准ISO11254建立的薄膜损伤测试系统获得了YAG激光系统中常用薄膜（减反射膜、高反射膜和波长分离膜）的激光损伤性能。结果表明在YAG基底上的薄膜损伤阈值低于在K9基底上。利用界面吸收理论、一维鼓包模型和热力破坏机制从缺陷诱导过程和热力破坏过程两方面说明了薄膜阈值降低的原因。发现减反射膜从K9基底上剥离所需的温升是YAG的4倍以上，以量化数据客观的证实了薄膜的附着性能对其激光损伤性能的影响。研究了退火对减反膜、高反射膜的抗激光损伤性能影响。研究表明退火对镀制在YAG晶体基底上的薄膜性能影响较小，对K9基底上的薄膜性能影响较大。两种基底上呈多孔状结构的薄膜具有不同的致密度，导致退火过程对其抗激光损伤性能的影响不一样。 采用低温冷却装置研究了低温真空环境中高反射膜和减反射膜的激光损伤性能。结果表明对于大气环境，薄膜在低温真空环境下的激光损伤阈值降低。分析和讨论了低温真空环境下的独特破坏现象产生的原因:1.低温真空环境导致膜层的热导率降低，在同样的激光能流辐照下膜层的温升增大，抗激光损伤能力降低;2.再沉积层由于热应力的作用使亚表面层的致密结构遭到破坏，溢出基底表面的颗粒在基底的表面或亚表面区形成新的缺陷，造成基底与减反射膜体系的整体破坏。 薄膜的力学性能、抗激光损伤性能与薄膜的微观结构三者之间密切相关，了解研究各个因素之间的关系，对于促进激光薄膜材料学的发展和完善、研制性能优良的光学薄膜具有重要的学术意义。