本发明涉及光电倍增管技术领域，提供一种用于光电倍增管的ZrO2/Al2O3双层梯度氧化物增透膜及其制备方法与系统，其中ZrO2/Al2O3双层梯度氧化物增透膜包括在光电倍增管的玻璃基底上依次镀制的Al2O3膜层和ZrO2膜层，其中玻璃基底、Al2O3膜层和ZrO2膜层三者的膨胀系数成梯度递增。玻璃基底、Al2O3膜和ZrO2膜层中，任意相邻的两层间的膨胀系数差值小于4.0×10‑6K。如此，避免在高温烘烤除气过程中因增透膜与硼硅玻璃光窗膨胀系数差异过大造成的增透膜剥离脱落问题，减少因膜层脱落带来的量子效率降低和波动。同时，ZrO2/Al2O3双层梯度增透膜还可以对入射光进行进一步的二次增透，可进一步提高光电倍增管的量子效率。