随着近年来惯性约束聚变(Inertially Confined Fusion, ICF)实验的开展,提高激光系统光学元件的抗激光损伤能力,从而使激光系统达到更高的功率密度是目前实现可控核聚变急需解决的主要问题之一。出于实现激光系统稳定、可靠地输出高功率激光的需要,研究光学薄膜的激光破坏机制以及如何提高激光损伤阈值已经显得尤为重要。采用混合膜法制备的梯度折射率薄膜由于其物理特性沿着膜厚逐渐变化的特点,平滑了膜层间材料的跃变,在提高薄膜附着力、减少残余应力等方面有着理想的应用前景,近年来在高功率激光薄膜的前沿研究中也展示出了巨大的应用潜能。本文的主要内容是利用离子束溅射双元拼接靶的路线探索了制备梯度折射率薄膜的方法,并对其激光损伤特性进行了较为细致的研究。针对国外高功率激光薄膜的研究前沿,我们在Rugate薄膜的初始设计上优化中心波长处反射率得到了梯度折射率高反膜；确定了采用双元拼接靶离子束溅射得到的SiO2/Ta2O5混合材料折射率校正曲线,并在此基础上利用宽带光谱厚度监控制备了梯度折射率高反薄膜样品。对梯度折射率高反薄膜和传统λ/4规整高反膜的损伤几率曲线和损伤形貌进行了对比。结果显示：梯度折射率高反膜的零几率损伤阈值达到了传统λ/4规整高反膜现有的能量密度负载能力,其损伤类型主要是节瘤缺陷喷溅导致的烧蚀斑,并且抑制了层状剥落的热应力型损伤,在多脉冲的作用下其损伤发展也较为稳定,显示出在高功率激光系统中的应用潜力。对混合SiO2/Ta2O5单层膜的研究表明：随着混合材料中SiO2含量的增加,损伤的附带影响区域减小,混合膜层材料的损伤特性得到了一定程度上的改善,是梯度折射率薄膜损伤改善的原因之一。并指出了梯度式设计对热物性参数的平滑作用是抑制膜层脱落的重要因素。本文的研究表明：利用双元拼接靶离子束溅射的方法,通过两种材料的均匀混合,可以根据折射率校正曲线获得特定折射率材料,从而在宽带光谱厚度监控下制备梯度折射率薄膜。梯度折射率的设计方式抑制了层状剥落这种灾难性损伤的出现,在一定程度上改善了元件的损伤特性。本课题的研究为提高激光薄膜损伤性能提供了新的思路,对于提高激光系统的输出功率和稳定性具有重要的意义。