光学薄膜元件是激光系统中的重要部件。光学薄膜中的残余应力对元件的性能和稳定性有着巨大的影响,因此必须对薄膜应力进行严格的控制。本文研究了薄膜应力的产生机制、薄膜应力的分布规律和对薄膜元件面形的影响、薄膜应力对薄膜屈曲的影响以及薄膜应力的控制技术。首先讨论了薄膜本征应力产生机理的理论模型,提出了一个新的多层薄膜热应力的理论计算公式。该公式中包含三个可以顺序求出的参数且它们的解析式非常简洁。当膜层厚度远小于基底厚度时,可以得到一个更加简单的近似解。然后研究了光学元件中光学薄膜应力的分布规律以及其对元件面形的影响。主要研究内容包含采用TFCalc软件设计了典型的HfO2/SiO2光学多层高反射膜；利用有限元方法对设计的HfO2/SiO2多层膜的热应力、本征应力和残余应力的分布规律和对元件面形的影响进行了模拟分析,热应力的有限元结果和理论公式得到的结果相一致：研究了不同膜层数对HfO2/SiO2多层膜热应力和残余应力的影响。结果表明：随着膜层数的增多,Si02层和HfO2层内的热应力均呈减小趋势,SiO2层内的残余压应力呈略微增大的趋势,而HfO2层内的残余拉应力呈略微减小的趋势。本论文还研究了薄膜应力对薄膜屈曲的影响。使用屈曲理论模型和ANSYS有限元模拟两种方法对HfO2/SiO2多层膜中的残余应力与屈曲的关系进行了分析,结果表明两者结果吻合得很好。在模拟的残余应力条件下,多层膜初始脱粘区的临界半宽在148-149μm左右。最后对薄膜应力的控制技术进行了研究.并对其中的一些控制方法进行了实验验证。实验结果表明：镀膜前对石英基底进行热退火对其表面面形的影响不大,说明在该种处理条件下,实验所用的基底的预应力是稳定的；选择合适的温度进行热退火可以改善Si02薄膜的残余应力；Si02薄膜的残余应力随在空气中存放时间的增加,表现出向拉应力演变的趋势,样品面形向凹陷方向变化。