光学元件加工亚表面损伤是指其近表面区域由于机械加工产生的断裂、变形和杂质等内部缺陷。近年来,研究适用于光学元件亚表面损伤的检测技术是光学工程领域研究的一个热点问题。由于亚表面损伤的隐蔽性,对其检测存在着诸多困难,利用激光共聚焦层析测量亚表面损伤是近年来提出的一种非破坏性测量方法,它是利用亚表层损伤缺陷对入射光的散射来评价光学元件亚表面的损伤特征。本文采用时域有限差分方法(FDTD),结合模拟仿真软件,在合理假设的基础上构造符合实际测量系统的几何模型,研究激光共聚焦测量光学元件亚表面损伤的光散射特性及其共聚焦探测信号的强度变化。首次提出了利用光波散射理论研究光学元件亚表面损伤分布特征,目的是更好地理解亚表面损伤的散射特性,为进一步研究其检测方法提供理论指导。主要研究内容有：1)描述光学元件亚表面损伤散射的模型构建,首先说明激光共聚焦层析测量原理,其次探讨了光散射计算的相关理论,确定了本课题适用的计算方法为时域有限差分方法(FDTD),同时结合激光共聚焦层析测量系统进行模型假设并建立仿真的几何结构；2)通过模拟仿真对上述计算方法及几何构造进行了实验分析,其中详细研究了包括理想状态模拟、微裂纹和气泡的光散射分布、积分区域描述及模拟常见缺陷类型如微裂纹和气泡散射分布并对探测器接收信号强度进行对比分析,同时,模拟实现了多种形状参数和光学参数下的仿真实验,结论表明仿真结果与理论分析结果是一致的；3)采用FDTD算法结合仿真软件模拟实现了聚焦光斑在具有不同亚表层损伤类型的光学零件内部的散射光场分布,并拟合层析测量过程中探测到的光散射信号强度的变化曲线,利用仿真的光场分布和强度曲线可以获取光学零件的亚表面损伤信息,同时对比采用激光扫描共聚焦系统对光学零件亚表层损伤的检测实验,结果显示亚表层损伤信息变化趋势一致。通过理论分析和仿真实验研究,可以看到激光扫描共焦系统是一种实现光学元件亚表层损伤测量的方法,同时,对后续研究分析亚表层损伤提供了理论依据。