随着加速器领域的快速发展,高平均功率自由电子激光(FEL),能量回收直线加速器(ERL),以及电子冷却(electron cooling)都对光阴极提出了极高的要求,譬如:高量子效率,低发射度以及长寿命等等。砷化镓作为优秀的光电发射体,比传统的光电阴极有着更高的量子效率,更低的发射度。有得有失,砷化镓光阴极在寿命方面就十分的苛刻了,而决定砷化镓阴极寿命长短的关键因素之一就是激光照射。目前,激光损伤砷化镓材料的相关分析也是比较多的,但是对于砷化镓阴极的损伤分析还有所欠缺。为了探究激光对砷化镓阴极的损伤机理,本文采用建模进行理论分析,并采用软件验证分析,最后通过实验验证的方法完成了对辐照过程中砷化镓材料和砷化镓阴极激光损伤作用机理的分析。首先,对砷化镓材料各项物理参数的收集,明确了解其参数在温度变化时所发生的的变化,并对各参数进行函数拟合,通过理论推导计算得出砷化镓的吸收系数、反射系数和反射率,并与砷化镓材料和实测砷化镓阴极的相关系数作比较。基于热传导方程对激光辐照砷化镓进行了温度场建模,同时基于瞬态传热建立了瞬态传热模型。同时结合激光与物质相互作用原理对模型进行理论分析,推导计算得出砷化镓的热熔损伤阈值约在18.165MW/cm2,结合有限元思想通过软件模拟分析得到的热熔损伤阈值在19MW/cm2,比较两结果之间的差异,做出合理的误差分析。结合热应力和吸附脱附理论完善激光对砷化镓阴极损伤机理,分析激光照射对负电子亲和势砷化镓阴极表面的激活铯氧层的损耗和对阴极的性能和量子效率发生衰减之间的关联。结合软件模拟及实验,对砷化镓阴极托激光照射时导热问题进行优化改进并测试达标。使用准连续532nm激光与纳秒脉冲532nm激光在平均功率相同的情况下对砷化镓阴极造成损伤对比。设计实验在大气中利用激光照射测量出砷化镓阴极的热损伤阈值。在上述阈值功率之下,将制备后的砷化镓阴极放入电子枪中用激光照射,观察并记录分析在较高功率密度下激光对砷化镓阴极的损耗情况,寻找到激光照射砷化镓阴极导致表面铯氧层完全脱附时一个激光功率密度阈值的范围。本文的研究成果能够为后续进一步研究激光对砷化镓阴极损伤的机理提供参考,并能为砷化镓阴极照射激光功率选择提供依据。