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。

采用ANSYS进行形变-应力模拟。对不同应力状态下的熔石英表面进行三倍频激光损伤测试，结果发现，预加压应力为0~50 MPa时损伤阈值有明显提高的趋势，用应力耦合作用对此给出了解释：0~50 MPa的预加压应力可以降低和抵消激光辐照产生的张应力破坏，大于50 MPa预应力的耦合作用会使得该处机械性能下降，另外，损伤增长在预应力存在时更容易发生。因此，0~50 MPa预加压应力时的表面预应力可以提高熔石英的抗激光辐照能力。

用连续波10.6 μm CO2激光辐照石英晶体基片表面，利用X射线衍射分析仪、紫外可见分光光度计、荧光光度计等对辐照前后晶体相变、透射吸收特性和表面缺陷进行了测试、分析。研究表明，经10.6 μm激光辐照后石英晶体样品表面的相结构发生了一定的转变，其吸收率降低而透射率增加，而且晶体表面缺陷得到一定的修复。石英晶体在CO2激光辐照下，经历了一个快速升温和降温的过程，较高温度及热应力作用是导致石英晶体表面微观结构及光学性能变化的主要原因。

The lifetime of optical components in high-fluence ultraviolet (UV) laser applications is typically limited by laser-initiated damage and its subsequent growth. Using 10.6-μm CO2 laser pulses, we successfully mitigate 355-nm laser induced damage sites on fused silica surface with dimensions less than 200 \mu m. The damage threshold increases and the damage growth mitigates. However, the growth coefficients of new damage on the CO2 laser processed area are higher than those of the original sample. The damage grows with crack propagation for residual stress after CO2 laser irradiation. Furthermore, post-heating is beneficial to the release of residual stress and slows down the damage growth.

搭建了紫外激光预处理平台, 实验研究了紫外激光对熔石英基片的预处理效果。通过对比不同样片可以看出：熔石英的表面质量对预处理效果影响明显; 表面原生缺陷和初始损伤的数量越多, 尺度越大, 辐照后的预处理效果越明显; 预处理时, 能量增幅采用零损伤阈值的20%为宜, 预处理能量的最高值一般应达到样片零损伤阈值的80%左右。实验发现, 损伤后的损伤扩展阈值一般为初始损伤阈值的1/3左右。

测试了经化学蚀刻、紫外激光预处理及其共同处理后的熔石英355 nm激光损伤阈值；研究了处理前后其损伤斑面积随激光辐照脉冲数的增长情况。结果表明, 处理后熔石英355 nm激光损伤阈值得到了提高, 且损伤斑面积增长变慢。利用CO2激光对熔石英表面损伤点进行了修复处理, 修复后的损伤点R-on-1抗损伤阈值和基底阈值相当, 损伤增长得到有效抑制。

用1.064 μm波长的单脉冲(6 ns)激光对K9玻璃基底上电子束沉积的单层SiO2薄膜进行了辐照损伤实验.以扫描电镜对K9基底的断面进行分析,并采用表面热透镜装置对膜层中的缺陷进行了检测,最后采用Matlab偏微分工具箱对缺陷的散射光光场进行了有限元模拟.实验研究表明:膜层中存在缺陷,基底中也存在大量缺陷.模拟研究表明:缺陷的位置越深,形成的条纹间距也越宽;当缺陷的形状不规则时,在局部出现近似平行的纹波结构;当缺陷的数目增加时,这些缺陷的散射光的叠加就形成相互叠加的条纹.

熔石英亚表面缺陷对光场的调制是导致激光辐照场破坏的主要因素.采用有限元方法对熔石英亚表面缺陷(平面和锥形划痕)周围的光强分布进行了数值模拟.结果表明:划痕形状、几何尺寸、方位角、光的入射角等是影响划痕周围光强分布的主要因素;前表面划痕对光强的增强效果比后表面弱;在理想形状的划痕截面和表面同时发生内全反射时,平面划痕周围的光强增强效果明显.锥形划痕周围的光强分布为正确解释交叉划痕的夹角平分线附近的损伤提供了理论依据.

用溶胶-凝胶技术,采用提拉镀膜法在K9玻璃基片上镀制了ZrO2/SiO2双层膜和SiO2/ZrO2双层膜,研究了这两种膜层之间的渗透问题。用X射线光电子能谱仪(XPS)测量了薄膜的成分随深度方向的变化,用反射式椭偏仪对X射线光电子能谱仪测得的实验结果进行模拟与验证。结果表明,用X射线光电子能谱仪测得的实验结果建立的椭偏模型,模拟出来的椭偏曲线和用椭偏仪测量出来的椭偏曲线十分吻合; 对于ZrO2/SiO2双层薄膜,膜层间的渗透情况不是很严重,在薄膜界面处薄膜的成分比变化非常明显,到达一定深度后薄膜的成分不再随深度的变化而变化; SiO2/ZrO2双层膜膜层界面间的渗透十分严重,渗透层的深度比较大,底层几乎发生了完全渗透。