如何提高惯性约束聚变装置中非晶SiO₂光学元件的激光损伤阈值已经成为限制ICF（Inertial Confinement Fusion）中能量密度提升的关键问题。熔石英和吸收玻璃作为惯性约束聚变装置中最为常用的非晶SiO₂光学元件,随着激光能量密度的不断提高,其气泡与表面微结构已经成为降低光学元件激光损伤阈值不可忽视的重要影响因素。光学元件损伤后不仅降低了通光质量和负载提升,其损伤粒子附着在装置上还会引发二次损伤,严重降低惯性约束聚变装置的寿命,限制ICF技术的发展。因此,研究熔石英和吸收玻璃中气泡与微结构对其激光损伤阈值的影响具有十分重要的实际意义。本文研究了熔石英和吸收玻璃中气泡与微结构对其激光损伤阈值的影响,探究了熔石英在熔融态流体中气泡的力学特性和运动状态仿真分析;针对熔石英和吸收玻璃中双气泡耦合问题,建立双气泡耦合光场分析模型,仿真分析双气泡耦合参数对其激光损伤阈值的影响规律;针对熔石英和吸收玻璃中气泡与微结构耦合问题,研究了气泡与矩形、锯齿微结构的耦合及耦合参数对其激光损伤阈值的影响规律;在实验上对双气泡耦合、气泡与微结构耦合的损伤颗粒数随激光能量密度的变化规律进行了分析,并验证了相应仿真规律。主要工作如下:首先,研究了熔石英熔融态流体中气泡的力学特性,建立其上升气泡模型,通过基于不可压缩的纳维-斯托克斯方程的两相流、水平集方法模拟研究流体界面的瞬态变化过程,分析瞬态过程中气泡周围的压强分布、速度分布、初始形状对其形态影响,获得了气泡在高粘度熔石英熔体中的运动状态变化规律。其次,针对熔石英和吸收玻璃中双气泡耦合对其激光损伤阈值的影响问题,建立基于Mie散射理论的双气泡耦合模型,研究了双气泡耦合参数对熔石英最大光强的影响,从温度场和应力场角度分析了吸收玻璃中双气泡耦合参数对其激光损伤阈值的影响规律。再次,研究了熔石英和吸收玻璃中气泡与微结构耦合对其激光损伤阈值的影响问题,分别建立气泡与矩形、锯齿微结构耦合模型,研究气泡与矩形、锯齿微结构的耦合位置参数对熔石英最大光强的影响规律,从温度场和应力场理论分析吸收玻璃中气泡与矩形、锯齿微结构的耦合位置参数对最高温度、最大应力的影响,进而总结其对激光损伤阈值的影响规律。最后,进行激光打靶实验研究熔石英中双气泡耦合、气泡与微结构耦合的损伤情况,比较目标点的损伤形貌,归纳分析损伤颗粒数随激光能量密度的变化规律,得到其激光损伤阈值,验证相应仿真结论。