在高功率激光系统中，激光能量的增加，主要受限于系统中的大口径光学元件的破坏阈值。为了提升整个系统运行效率以及降低运行成本，大口径光学元件的预处理技术以及损伤修复研究引起了比较高的重视。而超短脉冲加工的无热沉积特性，使之成为大口径多膜层元件损伤修复的重要手段。　　 本论文的主要工作是从影响超短脉冲修复效果的几个因素出发，在理论和实验上分析这些因素对修复效果造成的具体影响，寻找出最佳激光脉冲参数以及合理的修复方式。本论文主要从以下四个方面进行研究分析:　　 1、从超短脉冲切除的物理机理出发，分析电介质材料内，由多光子电离与碰撞电离产生的自由电子密度分布情况。从而近似计算电介质材料经单发超短脉冲辐照后产生的切除坑形貌。　　 2、实验分析了脉宽为240ps、35ps、6ps脉冲在1053nm0°与45°高反膜上形成的损伤修复效果。从修复坑形貌、抗损伤阈值、光场调制等方面探究脉冲宽度对修复效果的影响。结果表明，脉冲宽度越小，修复坑内产生的热沉积越少、修复坑形貌越光滑、产生的冷凝沉积物越少、抗损伤性能也就越高。　　 3、在大尺寸损伤点修复过程中，修复坑的形貌会对修复效果产生很大影响。通过OptiFDTD软件计算证实，修复坑锥角为10°时，1053nm0°高反膜具有最佳的修复效果，而45°高反膜最佳修复形貌为25°锥角。一般情况下，当修复坑锥角小于30°时，损伤修复点都具有比较好的抗损伤效果。　　 4、探究不同能量的40fs脉冲在1053nm高透膜上损伤形貌，在理论和实验上得出，在脉冲叠加程度为60％情况下，损伤修复坑具有最平坦的修复面型。单点损伤修复形貌与材料抗损伤阈值有着密切联系。通过分析不同能量下的单脉冲修复尺寸可以计算出材料在不同脉宽下的抗损伤阈值。计算得出，1053nm0°高透膜在40fs脉冲下的损伤阈值约为3.31J/cm2。从而为多脉冲扫描修复过程中确定单脉冲能量、扫描速度以及扫描次数提供参考。