熔石英光学元件经过精密加工后亚表面存在大量缺陷，这些缺陷在强激光辐照下易引发激光诱导损伤，威胁熔石英元件在紫外激光（351 nm/355 nm）辐照下的正常运行。在湿法刻蚀工艺中，刻蚀液与熔石英材料发生化学反应，钝化亚表面结构裂纹，去除污染杂质，从而降低缺陷对损伤的影响，提高元件抗激光损伤性能。分析了熔石英光学元件的损伤机理，介绍了强酸沥滤、氢氟酸基刻蚀技术及其他湿法刻蚀技术的进展情况，比较了湿法刻蚀中不同刻蚀参数对元件抗激光损伤阈值的影响，总结了该领域的研究现状并对今后的发展趋势进行了展望。

针对大口径反射镜表面污染物的成像特点,研究了污染物的暗场检测算法,包括图像采集过程中的自动聚焦算法,图像处理过程中的畸变校正与污染物提取算法等。就自动聚焦算法提出了粗-精结合的峰值搜索策略,并采用Tenengrad函数作为清晰度评价函数,获得了较高的聚焦精度。畸变校正算法在所建畸变模型的基础上,基于标定板角点的射影变换性质,求解畸变模型系数,实现了图像畸变校正,校正结果的方均根误差为3.3092 pixel。污染物提取算法采用顶帽变换去除图像背景,对去除背景的图像采用拉普拉斯算子加权自适应二值化算法提取污染物,该算法针对光照不均的小尺寸污染物图像的处理效果较好,检测结果数量误差为7%,检测精度优于全局阈值算法以及均值算子加权自适应二值化算法。该检测算法可以为反射镜表面洁净状态评估提供技术支撑。

为实时监测高通量激光系统中洁净情况，提出了基于微纳光纤的微量污染物传感技术。为消除微纳光纤外形结构误差对测试结果影响，首先理论研究了微纳光纤拉制过程，得到了加热长度和拉伸长度误差和引入微纳光纤外形结构偏差的关系，接着通过理论仿真得到了不同拉制参数条件下，微纳光纤外形结构误差情况，并得到了拉制长度为10 mm、直径为1.5 μm的最优制备参数，最后通过实测微纳光纤外形结构验证了理论仿真结果。实验结果表明，通过优化微纳光纤拉制参数可实现其外形结构的精细控制，为微纳光纤用于微量污染物传感工程实用化奠定基础。

针对激光驱动惯性约束聚变(LICF)装置中靶室常用的几种铝合金和不锈钢材料，采用波长为1064 nm、脉宽为8 ns 的基频激光进行烧蚀实验，研究了不同激光能量密度下其质量损失同辐照激光脉冲数的关系，测试了烧蚀深度随激光能量密度增长的关系。研究表明，铝合金在激光能量密度大于1.0 J/cm²时有明显烧蚀，激光通量为1.2~5.2 J/cm²时，质量烧蚀速率增长缓慢，平均质量烧蚀速率为2.31±0.89 μg/cm²/shot。铝合金的烧蚀深度随激光能量密度增加而增加，不锈钢的烧蚀深度先增加而后呈下降趋势；铝合金的烧蚀深度明显高于不锈钢的烧蚀深度。基于材料对激光的吸收率明显的不同，分析了其烧蚀机理。该研究对LICF 靶室材料的选取及金属的激光打孔、切割等加工有一定的参考意义。

通过分析高功率激光装置内主要污染物成分及来源，研究其对大口径光学表面抗损伤能力的影响规律，得到装置光学表面洁净控制要求。利用扫描电镜对高功率激光装置内部的主要颗粒污染物进行取样分析；采用自然沉降的方法在光学元件表面制备污染物，并利用Nd∶YAG(SAGA-S)激光器研究其损伤阈值和损伤规律。研究结果表明，高功率激光装置内颗粒污染物的主要成分为金属、有机物和矿物质，占据比例分别为20%、40%和40%。激光辐照污染后的光学表面存在激光清洗和激光诱导损伤两种效应，当激光器能量密度超过10.9 J/cm2时，光学表面存在清洗作用。当激光能量密度超过14.6 J/cm2时，光学表面污染物引起损伤，且损伤随着污染物尺寸呈线性下降趋势。

采用大气常压等离子射流技术对溶胶-凝胶SiO_{2膜表面的油脂污染物进行清洗。利用分光光度计、扫描电子显微镜、红外光谱仪对溶胶-凝胶SiO2膜透过率、表面形貌、化学结构进行表征，并分析清洗前后溶胶-凝胶SiO2膜的激光损伤阈值变化。损伤阈值测试表明，1064 nm波长的激光损伤阈值由污染后的16.08 J/cm^{2上升到24.41 J/cm2，与污染前24.72 J/cm2的损伤阈值相当。同时还获取清洗的最佳时间为10 s。清洗前后，溶胶-凝胶SiO2膜保持完好，且未产生新的有机污染物。研究结果表明：大气常压等离子射流技术可对溶胶-凝胶SiO2膜表面的油脂污染物进行有效地清洗，从而提高溶胶-凝胶SiO2膜的透过率和激光损伤阈值，为高功率激光装置的稳定运行提供保障。}}

研究高功率激光装置光传输管道内部洁净度变化规律, 分析其对内部重要光学元件光学性能的影响规律, 提出污染控制措施。对光传输管道内部的气溶胶进行采样, 并利用空气品质分析仪及扫描电镜对其进行分析, 得到光传输管道内部洁净度变化规律和污染源; 采用内部放置透射膜元件的方法, 研究洁净度等级水平对透射膜的微观结构和透射率的影响, 并利用“1-on-1”的测试方式进行透射膜元件的损伤阈值测试。研究结果表明: 光传输管道内部的洁净度在激光辐照后迅速上升至万级水平, 透射膜元件在此环境下其透过率严重下降, 下降幅度为2.5%, 且表面微观形貌发生变化。光学透射薄膜表面损伤阈值随表面污染水平呈现线性下降规律, 最大下降幅度约为10%。污染监测和成分分析结果表明管道内部灰尘及杂散光或者鬼光束辐照金属产生的等离子体是管道内污染的主要源头, 在此基础上提出了正压密封保持的技术手段确保内部光学表面洁净度水平, 延长使用寿命。