采用傅里叶模方法, 分析了单点金刚石铣削后KDP晶体表面小尺度波纹的周期和幅值对单层增透膜折射率、厚度以及透射率的影响。研究表明: 膜层最佳折射率在1.22左右, 在此折射率条件下, 保证透射率大于99%的单层增透膜的理想厚度范围应为180~220 nm, 并且折射率和膜厚值的选取基本不受晶体表面小尺度波纹周期和幅值的影响。若只考虑SPDT法加工后KDP晶体表面小尺度波纹周期和幅值的实际范围, 透射率基本不受波纹周期的影响, 但却会随波纹幅值的增大而加速下降。理想镀膜条件下透射率最大值大于99%, 并且通常在99.67%~99.94%之间。

采用SPDT 方法加工获得的KDP 晶体表面所残留的小尺度波纹对其激光损伤阈值有着重要影响。利用时域有限差分方法(FDTD)研究了KDP 晶体已加工表面存在的小尺度波纹对晶体内部近场光强分布的影响。通过对数值模拟结果的分析发现：表面残留的小尺度波纹，会使晶体内部的衍射场发生畸变，导致晶体内部光强沿横向和纵向呈现周期性的强弱分布；当小尺度波纹周期小于0.7 μm 时，其对晶体内部光强的调制作用很小，此时光强以倏逝波的形式在波纹附近产生调制；1.064 μm 时相对光强达到最大值；3 μm 后基本保持不变，相对光强随着小尺度波纹幅值的增加基本成线性增长，不同周期时增长幅度不同。

高精度KDP晶体是惯性约束核聚变光路系统中的重要元件,而已加工表面的小尺度波纹对光学元件的透射比有着重要影响。采用傅里叶模方法理论分析了表面小尺度波纹的幅值及周期对KDP光学元件透射比的影响。研究结果表明,当小尺度波纹幅值小于100 nm时,透射比随波纹幅值的增加基本呈线性增长,波纹幅值每提高10 nm,透射比可提高近0.5%;透射比随着小尺度波纹周期的增加围绕中心透射比上下浮动,透射比振幅基本保持不变,且中心透射比及透射比振幅均随着小尺度波纹幅值的增加而增大;小尺度波纹周期在10.5-12 μm区间内时透射比明显很低,需采取措施避免小尺度波纹的周期出现在此区间。对KDP晶体进行了加工、表面形貌检测及透射比检测的实验,实验结果与理论计算结果基本吻合。

分别使用2维和3维分形方法对单点金刚石车削加工的KDP晶体表面形貌进行了分析,并对表面的3维分形维数和3维粗糙度表征参数进行了比较,分析了二者对表面形貌表征的差异.使用2维轮廓分形方法计算了KDP晶体表面圆周各方向上的分形维数.通过分析得出:3维分形维数与表面粗糙度值成反比关系;使用单点金刚石车削方法加工KDP晶体会形成各向异性特征明显的已加工表面,在一定程度上容易形成小尺度波纹;已加工表面是否具有明显的小尺度波纹特征与表面粗糙度值并无直接关系,但与其表面轮廓分形状态分布密切相关;KDP晶体表面2维功率谱密度与其分形状态具有相近的方向性特征.