本文采用理论计算和有限元数值模拟的方法对长脉冲激光辐照层状材料的热力效应进行了建模和求解，研究了其产生、变化直至材料损伤的特性与规律。　　基于傅里叶热传导理论和解析法建立了长脉冲激光辐照单层半导体材料的一维、二维平面的温度场计算模型，计算了材料内的瞬态温度场。然后采用半解析法建立了波长0.53μm的长脉冲激光辐照GaAs的二维轴对称温度场计算模型，模拟了吸收率不同的GaAs内部的瞬态温度场及表面热致分解损伤阈值，结果表明：较高的吸收率引起材料表面的温升较高，但分解损伤阈值较低；增加作用激光能量密度，GaAs表面发生分解损伤随之提前。　　针对长脉冲激光辐照单层半导体材料的热力问题，基于热传导理论和热弹性力学理论，采用解耦的方式，建立了二维轴对称热力耦合模型。采用有限元法模拟了硅材料的瞬态温度场、热应力场和位移场。研究发现：硅的最大径向压应力和最大环向压应力均出现在材料表面浅层的中心轴上，如果该处应力超过极限强度时，将导致材料出现裂纹，进而发生热力损伤；在其他参数相同的情况下，材料的吸收系数与吸收率较大时、且长脉冲激光辐照硅的热源强度较高致使其产生的温升较高、最大压应力值较大、导致的最大轴向位移量较大。　　在建立了长脉冲激光辐照双层材料的热力耦合模型基础上，采用有限元法分别模拟了铝-铜系统和铝-玻璃系统的温度场、热应力场和位移场，最后分析和比较了这两种系统的温度场分布、等效应力场分布和位移场分布规律。研究结果表明，由于各层材料的热传导系数和热膨胀系数的差异，在相同条件的激光辐照下，系统在厚度方向上的温度分布和应力分布均出现了不连续现象，因而破坏效果不同，表现为：铝.铜系统发生断裂的危险地带位于辐照表面的中心轴附近；而铝-玻璃系统位于双层材料交界面的中心轴附近，并且铝-玻璃系统的温升较高、等效应力值较高、位移量较多。因此，在相同能量密度的长脉冲激光辐照下，铝-玻璃系统更容易发生热力效应损伤，并从应力值最大的位置向周围扩大，进而导致系统出现断裂破坏。　　建立了波长1.06μm的长脉冲激光辐照帧转移型面阵CCD传感器的MOS光敏单元的热力耦合模型，采用有限元法模拟了长脉冲激光辐照MOS光敏单元的温度场和应力场，得到了长脉冲激光致使MOS光敏单元产生硬破坏的结果：在长脉冲激光作用下，由于S层表面径向压应力超过其抗压强度引起MOS光敏单元出现了OS层间分裂，并在径向、环向和轴向压应力的共同作用下，层间分裂就扩大至光敏单元的整个OS层间。OS层间的完全分裂将导致光敏单元发生硬破坏，进而使CCD传感器中激光照射区的单个或一列光敏单元的功能完全丧失。　　本文的研究结果对研究长脉冲激光辐照层状材料的热力效应的演化特征与规律，进而揭示长脉冲激光与层状材料相互作用机理具有参考意义。