高功率激光系统的熔石英真空隔窗作为分隔大气环境和真空环境的重要窗口，其因两侧气压差而承受一个大气压的压力。为了研究外界应力对熔石英真空隔窗的激光损伤性能的影响，通过1-on-1方法测试了不同压强(10～50 MPa)下熔石英351 nm激光损伤产生阈值和初始损伤点尺寸，通过R-on-1的方法测试了有、无外界应力时的损伤增长阈值。研究发现，0～50 MPa的张应力不影响熔石英损伤产生阈值和初始损伤点尺寸，有、无应力下损伤产生阈值的差值不及最小值的4.1%，初始损伤尺寸的平均值的差值不及最小值的5.5%；0～50 MPa的张应力也不影响损伤增长阈值，有、无应力下损伤增长阈值的平均值的差值不及最小值的1%。研究结果为解决高功率激光装置中真空隔窗的激光损伤问题提供了重要的实验支撑。

利用1 064 nm和355 nm两种波长的纳秒激光研究了K9光学元件体内成丝损伤的特点及损伤增长规律。结果表明, 当以高于元件体损伤阈值的能量辐照样品体内时, 必然会在体内形成丝状损伤。两种激光辐照都会在元件体内首先形成等离子通道, 在后续激光的辐照下, 靠近入射激光处的损伤点吸收更多能量发展为更大的成核损伤点, 逐渐向前表面增长, 并伴随大量裂纹的纵向扩展。所不同的是, 355 nm激光诱导元件体内成丝损伤时存在多条丝状通道; 而1 064 nm激光即使在远大于初始损伤阈值的激光能量辐照下, 也没有观察到非常明显的丝状损伤。同时实验也发现, 两种波长诱导的丝状损伤的损伤增长面积随激光辐照发次的增加呈现指数趋势增长, 355 nm导致的损伤增长速度大于1 064 nm对应的速度。

针对激光诱导K9玻璃元件体损伤问题,利用在线成像技术获得激光诱导体损伤时的侧面和正面图像,并分析体损伤中成丝损伤的特点及成丝损伤中成核损伤和裂纹对损伤增长的影响。结果表明,当激光辐照能量大于体损伤阈值时,体损伤会以成丝损伤、成核损伤及损伤增长的形式出现,但只有最靠近入射激光方向的成核损伤点会在后续激光辐照下出现持续增长现象。成核损伤在损伤增长过程中的裂纹更多向纵向和逆激光传播方向扩展。同时,在相同能量的激光辐照下,损伤面积的增长强烈依赖于成丝损伤点的长度,且从侧面方向观察到的损伤点的损伤增长系数大于从正面方向观察到的。研究结果为对K9玻璃元件体损伤及其在后续激光辐照下的损伤增长规律研究提供了参考性。

对比研究了基频、二倍频和三倍频激光单独和同时辐照下熔石英光学元件的初始损伤和损伤增长规律，重点研究了基频和二倍频的加入对三倍频诱导初始损伤和损伤增长的影响，分析了基频和二倍频相对于三倍频的折算因子。研究结果表明：当基频和二倍频能量密度较低时，它们对三倍频损伤几率曲线的影响可以忽略，但会引起损伤程度的增加；在多波长同时辐照的损伤增长中，损伤增长阈值主要取决于三倍频的能量密度，而损伤增长系数与总的能量密度有关；折算因子可以同时反映初始损伤和损伤增长的波长效应和波长间的能量耦合效应。

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。

利用Nd:YAG激光器研究了纳秒激光诱导熔石英光学玻璃的初始损伤及损伤增长,对比研究了损伤程度和损伤形貌随激光波长、能量密度、脉冲数及位置的变化规律，并对损伤机制进行了分析和讨论。研究结果表明：初始损伤受损伤先驱的物理化学性质和激光参数的影响，而损伤增长规律与初始损伤程度、激光参数和位置有关；后表面的损伤随脉冲数的增加呈指数关系增长，前表面则呈线性关系；裂纹的产生及其在后续脉冲辐照下的发展是后表面损伤增长的主要原因，高温等离子体表面刻蚀是前表面损伤增长的主要原因。

使用脉宽约10 ns的Nd:YAG激光器，研究低加工缺陷条件下K9光学玻璃在单激光脉冲作用下的损伤形貌。利用软边光阑加长程衍射的方法实现光斑整形，利用微分干涉光学显微镜和扫描电镜对样品前后表面的损伤形貌进行观察和成像，对比研究了K9光学玻璃前后表面的损伤形貌，分析了损伤机制。研究结果显示：在红外纳秒激光辐照下，加工缺陷是K9光学玻璃产生初始损伤的主要诱因；前表面的损伤主要表现为微坑及高温等离子体产生的冲蚀变色和表面微裂纹；后表面出现了均匀的亚波长周期性光栅结构，这种周期性结构是后表面损伤增长的主要诱因。

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.