吸收损耗是影响薄膜性能的重要参数。现代光学系统尤其是强激光系统中常用光学薄膜的吸收率已达1ppm量级甚至更小，而传统的薄膜吸收测量方法，如分光光度法、消光系数法、量热法，光热辐射法等因其灵敏度低，已无法满足测量要求。光热技术的发展为薄膜微弱吸收的测量提供了新的手段，其中表面热透镜技术更以其灵敏度高、调节方便等优点受到人们的青睐。 本文在综述了薄膜吸收的来源、定义和测量手段后，详细论述了表面热透镜薄膜微弱吸收测量理论，在热波传导理论和线性热膨胀理论的基础上提出了薄膜系统光热形变简化理论，完善了表面热透镜形变检测理论。在这些理论的基础上，通过数值模拟对表面热透镜信号进行深入分析，提出了一系列提高薄膜吸收测量灵敏度、确保吸收测量线性度和准确性的方法。 依据上述理论建立了薄膜弱吸收测量仪样机。本文详细说明了该仪器的组成结构、软件设计、探测电路和使用步骤；对仪器噪声和误差的来源进行了细致的分析并给出了消除或抑制的方法；结合实验结果给出了该样机的主要性能参数：良好的薄膜吸收率测量线性度；稳定在10ppb量级的灵敏度；优于1ppm的重复精度。本仪器除了能够对薄膜吸收率进行点测、线扫描和面扫描测量外，还能对任何表面平滑样品一定厚度的表面层进行热波显微成像。扫描测量的定位精度达1μm，30mm范围内的重复定位精度达3μm，扫描及成像的空间分辨率达25μm。 文中还给出了一系列薄膜吸收率测量结果并进行了简单的分析，包括小光斑扫描预处理、退火处理、离子辅助参数、氧分压对薄膜吸收率的影响等等。此外还给出热波显微扫描成像结果，成功的显示了吸收率和热缺陷的分布情况。最后对论文工作进行了总结，对下一步工作提出了建议。