本文围绕激光惯性约束核聚变(Inertial Confinement Fusion，ICF)系统和全固态倍频激光器系统中使用的倍频多波长分离膜的设计、制备与激光损伤阈值问题，做了三方面的研究工作：几种氧化物单层膜的制备与性能研究；倍频三波长分离膜的设计、制备及性能研究；几种四倍频薄膜的设计与制备。　　 在电子束热蒸发技术中采用光电极值膜厚监控法，制备了HfO2、Al2O3和ZrO2三种氧化物单层膜，并对部分样品分别进行了退火热处理和氧等离子体轰击，以研究后处理方法对单层膜的光学性能和抗激光损伤性能的影响，为多层膜的制备与性能研究打下良好的基础。实验结果表明，热处理和氧等离子体轰击都是有效降低吸收、提高损伤阈值的后处理方法，且后者的处理效果更好。　　 用两种不同方法设计出膜系结构规整、光学性能优良的1053nm和527nm高透射、351nm高反射的倍频三波长分离膜。并采用电子束热蒸发技术，光电极值膜厚监控法，制备出倍频三波长分离膜样品；然后，对其光学性能和抗激光损伤性能，尤其是三倍频抗激光损伤性能，进行了测试和分析。样品的实测光谱曲线与其理论光潜曲线有较好的一致性；样品的抗激光损伤性能较高，其中基频抗激光损伤性能优良，三倍频激光损伤阈值较高，但是相对于基频阈值还可以进一步提高。而后，研究了不同的制备工艺参数条件，主要包括不同的基底清洗方式、工作气压、基底温度和后处理方式，对倍频三波长分离膜的光学性能和抗激光损伤性能的影响。结果表明，较低的基底温度和适当的工作气压有利于倍频三波长分离膜的三倍频阈值的提高；大能量的离子束清洗基底会对基底造成较大的损坏，不利于高阈值薄膜的制备；适当能量的氧等离子体后处理，可以有效的提高薄膜的基频激光损伤阈值，而对三倍频激光损伤阈值的改善效果，有待于进一步验证。　　 根据ICF系统和全固态倍频激光器系统发展趋势，通过计算机辅助膜系设计软件，设计了一系列工作波长是四倍频(四倍频钕玻璃激光263nm和Nd：YAG全固态激光266nm)的增透膜、高反膜和波长分离膜，设计结果有较好的光学性能和驻波电场分布。用电子束蒸发和光电极值膜厚监控技术制备出的样品具有相当好的光学性能。