激光对光学薄膜的损伤仍然是限制高能激光系统的主要挑战。对杂质诱导薄膜损伤的激励进行了研究: 首先对损伤形貌进行了观测, 在此基础上对杂质对薄膜的作用效应进行了分析。研究结果表明: 杂质粒子对薄膜产生的各种效应, 主要分为热力学效应、散射引起干涉效应和激光等离子体破坏效应, 这三种效应的共同作用效果决定了损伤的特点。这些作用效应与粒子的半径密切相关: 当粒子较小时, 激光的沉积量较少, 引起邻近材料的温升较低, 扩散范围较小, 主要是熔化破坏; 当粒子较大时, 激光沉积量较多, 会引起邻近光学材料的汽化和电离, 形成激光等离子体而造成大的烧蚀坑。

薄膜内的杂质粒子极易诱导薄膜损伤, 研究了金属粒子诱导HfO2薄膜损伤的特征, 并基于金属粒子的热力学过程进行了分析。 金属粒子对激光的强烈吸收将引起薄膜的熔化、 气化以及电离, 从而引起薄膜的剥离和脱落, 形成圆状坑点; 金属粒子对激光的吸收、 热扩散以及热膨胀效应与其尺寸等密切相关; 从温升规律分析, 在相同激光能量辐照下, 粒子大小引起的温升不同, 从而形成大小不一的点坑状破坏点, 且存在一个温升效应最强的粒径, 最易引起薄膜的损伤; 从金属粒子激光等离子体的辐射效应分析, 金属粒子的辐射谱主要集中在紫外部分, 辐射光子能量比入射激光光子能量强, 具有更强的电离能力, 从而加剧了薄膜的去除。