为了分析抛光粉粒径对材料去除效果的影响, 选用不同的平均粒径以及不同比例混合氧化铈抛光粉分别对K9玻璃进行了抛光试验。对抛光后的工件表面粗糙度及去除量进行了定量研究。结果表明, 在试验条件相同的情况下, 不同平均粒径的抛光粉, 粒径越小, 抛光后的元件表面粗糙度越好。从使用不同比例的混合抛光粉试验中可以看出, 粒度的均匀性是影响工件表面粗糙度的重要因素。结合抛光粉粒度分布图和试验结果可以看出, 抛光粉粒子的分布范围越小, 以及各粒径大小分布在峰值附近的粒子所占体积百分比越接近, 加工后的工件表面粗糙度越小。

针对在微观上存在尖锐突起、凹坑和划痕等缺陷的光学元件,提出用低质量分数磨料水射流冲击的方式对其进行处理。从弹性接触出发,对射流中粒子与元件发生塑性接触的临界速度进行了推导,并引入了塑性转入脆性加工的临界速度,从而对射流的塑性去除阶段作了明确的界定。针对常用的两种光学材料K9和石英玻璃,结合具体参数对使其处于塑性去除阶段的射流速度进行了模拟计算,利用单颗粒冲击去除模型,在塑性去除范围内对两种材料的冲击去除进行了模拟计算。结果表明：石英玻璃进入塑性去除的临界速度高于K9玻璃,而进入脆性去除的临界速度低于K9玻璃,因而使石英玻璃处于塑性去除阶段的射流速度范围为K9玻璃相应速度范围的子区间；在塑性去除阶段,各材料的去除量皆随着冲击速度的增大而增大,但较硬的石英玻璃更不耐冲击,较K9玻璃更容易被去除。

为了了解在抛光过程中抛光盘位置对光学元件面形的影响, 对一种双轴式平面研磨抛光运动过程进行了分析。从Preston方程出发, 推导了去除函数的表达式, 研究了抛光盘的摆幅及偏心距离对元件的去除量分布的影响。通过定量计算得知, 在加工转速不变的情况下, 增大抛光盘的摆幅, 元件不同圆周上的去除量也不同。增大偏心距, 元件的去除量增大, 不论抛光盘相对元件的位置如何改变, 回转中心的去除量总是最大。

随着航天技术的发展，轻质反射镜的研究正朝着径厚比更大、轻量化更高的趋势发展。然而，当轻质镜面形精度峰谷(PV)值低于0.1λ时，镜面面形会明显产生波浪形的“压印效应”。重力及磨头压力所引入的“压印效应”已成为轻质结构反射镜高精度加工的技术壁垒。通过有限元Ansys软件仿真分析，采取从轻质镜结构内部施加反向压强的方法，消除轻质镜面抛光区域由于磨头压力及重力作用产生的镜面弹性形变，在满足普林斯顿去除函数方程条件下消除轻质镜面的“压印效应”。由仿真结果得到浸入充气式方法不但能消除“压印效应”，反射镜抛光面面形精度更优于重力状态。

介绍了对角线为110mm六边形反应烧结轻质碳化硅平面反射镜超光滑光学加工工艺流程.详细阐述了各个工序所使用的磨具、磨料和抛光机床工艺参数,对实际加工的轻质碳化硅平面反射镜超光滑表面进行检测,检测结果为:面形精度均方根值(RMS)为0.011λ(PV值为0.071λ,λ=632.8nm),表面粗糙度RMS达0.75nm.

用古典的沥青盘抛光技术,通过对超光滑抛光时所使用磨料的选取、沥青抛光盘的软硬和厚度的合理应用、抛光温度的控制等工艺参数的优化,以φ220mm内的单晶硅进行了超光滑表面抛光工艺试验.试验结果,单晶硅表面粗糙度RMS值达0.37nm,平面面形误差PV小于λ/15,且加工工艺技术稳定可靠.