利用Nd:YAG激光器研究了DKDP晶体元件在激光辐照下的表面损伤特性，对比研究了355 nm和1064 nm激光辐照下晶体元件的表面损伤形貌，分析了每种损伤形貌对应的前驱体和损伤机制。研究结果表明：相对于体损伤，晶体的表面损伤更加复杂，在脉宽约10 ns、损伤概率小于等于50%的激光能量密度辐照下，DKDP晶体的表面损伤主要有带坑底空腔损伤坑、表面损伤裂纹、平底损伤坑、表面烧蚀四种典型形貌。通过光学显微镜和扫描电子显微镜的成像和分析发现：带坑底空腔损伤坑和表面损伤裂纹的前驱体都是晶体体缺陷，平底损伤坑的前驱体则可能是表面加工裂纹、裂纹内碎屑、表层体缺陷等中的一种或多种，表面烧蚀主要由表面污染和浅表层缺陷形成。与熔石英光学元件一样，表面损伤仍然是晶体元件抗激光辐照损伤的薄弱环节。

为了研究3ω预处理、3ω和1ω同时辐照预处理情况后DKDP晶体的3ω损伤特性，建立了双波长预处理和损伤测试实验系统，重点研究了双波长同时辐照预处理情况下1ω能量密度对预处理效果的影响，分析了双波长同时辐照预处理过程中的能量耦合机制。研究结果表明：双波长同时辐照预处理在提升DKDP晶体抗3ω激光损伤性能方面的效果明显好于单波长预处理；在双波长同时辐照预处理情况下，远低于自身预处理阈值的1ω参与了预处理作用过程；在相同3ω能量密度、能量阶梯的预处理策略下，1ω能量密度存在最佳值。

针对CO₂激光修复熔石英表面损伤点后得到的修复点（简称损伤修复点）产生的光调制问题，重点研究损伤修复点在镀增透膜前后的形貌及光调制的变化规律，探讨修复点深度、宽度等形貌因素对SiO₂胶体在修复点坑内沉积的影响，以及对光调制效应的影响。研究结果表明：胶体材料在损伤修复点坑内具有明显的富集效应，可有效改善损伤修复点的形貌尺寸，尤其是对深度的影响尤为明显。这虽然会导致损伤修复点镀膜后最大光调制位置的增大，但该最大光调制却远小于相应未镀膜损伤修复点引起的调制度。研究结果对进一步优化熔石英表面损伤点的修复工艺及光调制度控制提供参考。

利用图像处理方法对比研究了单波长辐照和双波长激光同时辐照下熔石英光学元件的损伤增长阈值。通过实时采集损伤图像和靶面光斑能量空间分布，获取损伤增长发生位置对应的能量密度。针对 $3\omega $单独辐照、 $3\omega $和 $1\omega $同时辐照下熔石英元件损伤增长的实验数据，比较分析了基于图像处理方法和传统损伤增长阈值R-on-1测量方法（国标）所得结果的差异。结果表明：本文采用的图像处理方法在研究小口径非均匀光斑辐照下的熔石英光学元件损伤增长阈值时，能解决传统损伤阈值测试中将能量密度分布非均匀光斑等效为均匀分布的平顶光斑带来的计算误差问题，有助于降低损伤（增长）阈值测量中的光斑口径效应。

对比研究了3ω单独辐照、3ω＋2ω和3ω＋1ω双波长同时辐照下熔石英元件的初始损伤和损伤增长规律，重点研究3ω能量密度在其阈值附近时，低能量密度的2ω和1ω对初始损伤和损伤增长的影响，分析了波长间的能量耦合效应。结果表明：双波长同时辐照下，当2ω和1ω能量密度远低于其自身阈值时，它们对初始损伤几率和损伤增长阈值的影响可以忽略，但也会参与初始损伤和损伤增长过程，会增加初始损伤程度和损伤增长系数。基于飞秒双脉冲成像的冲击波速度测量表明，3ω和1ω同时辐照下，波长间的能量耦合效应会促进激光能量向材料沉积的效率。