大口径长焦透镜是高功率激光系统中必不可少的器件之一，随着装置性能提升，对长焦透镜透射波前包括透射峰谷(PV)值、透射均方根梯度(GRMS)值等，提出了详细的定量技术指标需求。根据长焦透镜焦距特别长的特点，提出了利用准直透镜，大幅缩短长焦透镜检测光路距离干涉检测方法。利用Zemax 软件分析了该检测方法的理论误差和调整误差。该检测方法将光路长度由13 m(或33 m)，大幅缩短至约5 m，光路受环境温度梯度、气流、震动的影响大幅降低，干涉结果直接显示透射波前畸变。

采用离子束溅射的方式，在K9玻璃基片表面引入金纳米杂质缺陷，通过原子力显微镜(AFM)测得金纳米尺寸直径在50~100 nm之间。采用不同能量密度的激光对样品进行点阵式的单脉冲辐照(1-on-1)并且对损伤阈值及典型损伤形貌进行了实验及理论分析。损伤阈值采用零几率处的损伤密度。结果表明：引入金纳米杂质缺陷后其抗激光损伤阈值由裸基片的26.6 J/cm²下降为15.5 J/cm2。通过微分干涉显微镜，随着激光能量的增加，损伤呈爆炸坑形貌，主要呈现纵向加剧损伤。金纳米杂质缺陷在K9玻璃基片上形成了强吸收中心(引入金纳米杂质K9玻璃基片的弱吸收(47.33 ppm，1 ppm=10^-6)是裸K9玻璃基片(3.57 ppm)的13倍)造成局部高温，这是造成损伤的诱因。通过计算，金纳米杂质对K9玻璃基片的作用包括两部分：当激光辐照在K9玻璃基片上，首先是热应力引起玻璃的破裂；随后杂质汽化产生的蒸汽压加剧材料的破坏，引起局部炸裂。

采用离子束溅射(IBS)的方式, 制备了1064 nm高反射Ta2O5/SiO2渐变折射率光学薄膜。对其光学性能和在基频多脉冲下抗损伤性能进行了分析。 通过渐变折射率的设计方式, 很好地抑制了边带波纹, 增加了1064 nm反射率。通过对损伤阈值的分析发现, 随着脉冲个数的增加, 损伤阈值下降明显; 但是在20个脉冲数后, 损伤阈值(维持在22 J/cm2左右)几乎保持不变直到100个脉冲数。通过Leica显微镜对损伤形貌的观察, 发现损伤诱因是薄膜表面的节瘤缺陷。通过扫描电镜(SEM)以及聚集离子束(FIB)对薄膜表面以及断面的观察, 证实了薄膜的损伤起源于薄膜表面的节瘤缺陷。进一步研究得出, 渐变折射率薄膜在基频光单脉冲下损伤主要是由初始节瘤缺陷引起的, 在后续多脉冲激光辐照下初始节瘤缺陷引起烧蚀坑的面积扩大扫过薄膜上的其他节瘤缺陷, 引起了其他节瘤缺陷的喷射使损伤加剧, 造成损伤的“累积效应”。

系统开展了光学元件超声清洗工艺的实验研究。通过研究超声清洗剂、清洗温度等工艺参数的优化，找到了能够有效祛除元件表面无机污染物和有机污染物的较佳超声清洗工艺，且超声清洗没有对光学元件表面产生损伤，清洗后的光学元件接触角小于6°，并不残留大于1 μm的颗粒，超声清洗对光学元件表面污染物的祛除能力远胜于手工清洗。

针对大型激光系统中光束质量低和波前畸变等特点, 采用离子辅助电子束蒸发技术成功实现对多层膜残余应力的精确控制。通过分析氧化铪、氧化硅单层膜残余应力变化规律, 研究了离子源束压、束流参量对膜层折射率、残余应力性质及大小的影响。540 mm×340 mm×60 mm规格大口径传输反射镜面形PV值达到0.5λ(λ=632 nm), 小光束损伤测试情况下, 样品元件的损伤阈值大于30 J/cm2(N-on-1,1 064 nm,5 ns), 利用该技术制备的大口径传输反射镜已获得成功应用。

研究了光学元件镀膜前超高洁净度要求的超声清洗工艺，在超声波清洗机的频率和功率一定的情况下，通过研究超声清洗剂、清洗温度、清洗时间等对光学元件超声清洗效果的影响，研制出有效清洗光学元件的清洗工艺，并保障超声清洗工艺对光学元件的表面状况无损伤。同时发现光学元件的放置时间会影响元件的清洗效果。超声清洗刚加工好的光学元件洁净效果较好，清洗时间较短；有6个月存放期的光学元件，表面颗粒污染很难洁净清洗。

介绍了一套355 nm紫外激光损伤阈值自动测量装置.该测量装置由一台Nd:YAG激光器产生紫外355 nm激光,经过紫外激光传输系统,紫外激光聚焦形成测试激光.脉冲激光能量由激光能量计监测,Normaski显微镜判断样片的激光损伤.另外,整个测量装置和测量过程由计算机集成控制,具有良好的操作性和运行参数控制能力,可实现1-on-1,n-on-1,s-on-1,R-on-1等多种激光损伤测试.

ZrO2是用于高抗激光损伤薄膜的重要材料,其结构及性能与沉积条件有很大关系。采用X射线衍射(XRD)技术分析了不同充氧条件和沉积温度对ZrO2薄膜组成结构的影响,并对不同工艺下制备的薄膜的表面粗糙度和激光损伤阈值进行了测量。结果发现随着氧压的升高,ZrO2薄膜将由单斜相多晶态逐渐转变为非晶态结构,而随着基片温度的增加,薄膜将由非晶态逐渐转变为单斜相多晶态。同时发现随着氧压升高晶粒尺寸减小,而随着沉积温度增加,晶粒尺寸增大。氧压增加时工艺对表面粗糙度有一定程度的改善,而沉积温度升高,工艺对表面粗糙度的改善不明显。晶粒尺寸大小变化与表面粗糙度变化存在对应关系。激光损伤测量表明,氧压条件和沉积温度对ZrO2薄膜的抗激光损伤能力有着较大影响。