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随着激光武器的迅速发展,红外制导武器面临巨大威胁,所以开展激光定向防护的研究很有必要。VO2作为一种热致相变材料反应速度快且相变效果好,在众多激光防护材料中优势较为明显。故本文以用于激光定向防护的VO2薄膜为主题,对其相变机理、制备方法及制备参数等方面进行研究,重点研究VO2薄膜的相变及激光损伤特性。本文首先综述了VO2薄膜的制备方法、相变调节方法以及相变机理。然后利用16组正交实验探索出磁控溅射法镀制Al2O3基底VO2薄膜的最佳参数为溅射功率220 W、工作气压0.8 Pa、基底温度300℃、氩氧比0.5/25。经测试:在该条件下制备的VO2薄膜具有良好的电学及光学相变特性其方块电阻变化率接近3个数量级,在3.4μm处红外透射率变化幅度超过50%。为研究VO2薄膜的相变特性,我们首先利用ANSYS对激光照射下其温度场的横向及纵向分布进行了热仿真。结果发现激光的光斑大小,功率密度对薄膜温度场的横向分布影响较大,而对其纵向分布则基本无影响,但是薄膜横向相变区域并不会无限增大,而最终将稳定在光斑半径大小的31%左右。接下来我们设计了两组实验。采用泵浦-探针法研究了近红外纳秒激光作用下VO2薄膜的相变响应及恢复性质,发现VO2薄膜的最小相变响应时间在14ns左右,其相变恢复时间随着纳秒激光能量密度的增大呈自然指数增加,由基底材料参数和纳秒激光参数共同影响。为研究中红外激光辐照VO2薄膜的温升累积效应并克服中红外激光器功率过小的困难,设计了一种外加热激励源的实验方法。实验表明:随着外加激励温度的升高,VO2薄膜在100 s内到达相变温度（68℃）所需要的激光功率密度逐渐降低。为研究VO2薄膜激光损伤特性,我们按照标准对其进行了1-on-1激光损伤阈值测试。得到VO2薄膜在纳秒和飞秒激光下的1-on-1零几率损伤阈值分别为0.13J/cm2和10.2mJ/cm2。同时,我们也对VO2薄膜在这两种激光下的损伤形貌及演化规律进行了分析。结果发现薄膜损伤区域随着入射纳秒激光能量密度的增加而扩大,而与激光辐照脉冲数目关系不大。对飞秒激光而言,不同激光能量密度对薄膜的烧蚀机理不同进而影响其烧蚀形貌。在此基础上我们进一步探索提高其损伤阈值的方法,经实验发现利用60%-70%损伤阈值能量密度的激光对VO2薄膜进行预处理,可将其损伤阈值提高31%。最后我们结合全文内容从多个方面分析了VO2薄膜用于激光定向防护的可行性,为实现VO2薄膜的激光防护提供了实验及理论参考。