光学元件的激光损伤是高功率激光系统中需要解决的一个非常重要的问题。光学元件在强激光作用下会由缺陷诱发激光损伤,一旦发生损伤后损伤点尺寸将呈指数增长,如果继续进行激光辐照将对整个激光系统带来严重破坏。利用CO2激光修复的方法对熔石英表面的激光损伤进行修复能大幅提高光学元件的使用寿命并降低系统的运行成本。本论文正是针对上述问题,以CO。激光对熔石英的损伤修复为主要的研究对象,从理论和工艺两个方向开展研究。深入分析了损伤机理和修复机理,系统研究了CO2激光单点修复技术和工艺,得到了工艺参数和修复效果之间的关系,以及与熔石英元件损伤特性的关系,通过对工艺参数进行优化,总结出一套效果比较好的修复方案。主要内容为如下：理论研究部分：1.详细调研了国内外对CO2激光修复技术的发展过程,包括熔石英的热学性能、损伤机理、损伤增长以及修复机理。CO2激光对熔石英的损伤修复的机制主要是利用高温使损伤点处产生熔融达到愈合。2.在修复过程中主要存在的问题有,气泡、烧蚀以及残余应力,这些都将降低修复后的损伤阈值,通过优化工艺参数和改变激光作用方式能解决上述问题。3.通过对国内外文献的调研将CO2激光修复技术按照不同的激光修复方式分为三种,定点修复、光栅刻线式扫描和振镜扫描修复。每种方式都有各自的优点缺点,各自针对的损伤点也不同。实验研究部分：1.分别对定点修复和振镜扫描修复方式进行了实验验证,整个实验过程包括HF刻蚀、制造损伤点、阈值测量、损伤修复和退火去应力。2.比较不同的修复参数对修复效果的影响,例如激光功率,作用时间,光斑大小等,定点修复的光斑大小一般在2mm或2.5mm,激光功率一般在14W～16W,作用时间一般3～5s。光斑越大,影响区域越大,而随激光功率和辐照时间增加,修复坑深度均呈单调递增关系。振镜扫描修复的光斑大小约为100μm。随着占空比的增加,修复后的面形逐渐增大,深度也逐渐加深。随着扫描速度的提高,面形的影响范围越小,修复深度也逐渐变小。3.比较定点修复和振镜扫描修复两种方式的优缺点,定点修复对200μm以下尺寸的损伤点修复效果较好,而振镜扫描修复适合对200μm以上的大尺寸损伤点进行修复。