采用一台输出波长为1064 nm的NdYAG调Q激光器，以不同辐照方式对光学元件表面污染物引起的损伤开展了系统的实验研究。在确定了K9 玻璃和熔石英元件基板零几率损伤阈值的基础上，针对金属粒子污染物和有机污染物分别进行了元件损伤特性实验研究，分析了表面污染物造成元件损伤阈值下降的诱导机理。

薄膜内的杂质粒子极易诱导薄膜损伤, 研究了金属粒子诱导HfO2薄膜损伤的特征, 并基于金属粒子的热力学过程进行了分析。 金属粒子对激光的强烈吸收将引起薄膜的熔化、 气化以及电离, 从而引起薄膜的剥离和脱落, 形成圆状坑点; 金属粒子对激光的吸收、 热扩散以及热膨胀效应与其尺寸等密切相关; 从温升规律分析, 在相同激光能量辐照下, 粒子大小引起的温升不同, 从而形成大小不一的点坑状破坏点, 且存在一个温升效应最强的粒径, 最易引起薄膜的损伤; 从金属粒子激光等离子体的辐射效应分析, 金属粒子的辐射谱主要集中在紫外部分, 辐射光子能量比入射激光光子能量强, 具有更强的电离能力, 从而加剧了薄膜的去除。

假设材料表面极性棒状分子为取向分布,采用取向序参数,考虑局域场对有极分子、 固有偶极矩的作用及基底材料表面和分子之间相互作用能,计算了材料表面颗粒膜的介电常数。 计算结果表明:颗粒膜的介电常数依赖于基底材料相对介电常数和棒状分子之间的距离; 在分子面积和分子临界面积接近的范围内,分子和材料表面之间的相互作用能使之 成为单一的贡献。反之,分子面积与分子临界面积相差较大时,局域场的相互作用是主要的贡献。

利用退耦近似方法，数值研究了任意体积分数特别是高体积分数的金属颗粒复合介质膜的有效线性介电函数和三阶非线性效应的变化，得到了非线性增强的最佳体积比。在不同体积分数下研究了复合体系的三阶非线性效应随入射光频率的变化关系，结果表明在表面等离子体共振频率附近，三阶非线性效应随着体积分数的增加而增强，但是当体积分数增加到一定值时由于粒子之间的相互作用对局域场的影响导致了三阶非线性效应的降低。