核聚变能源具有清洁无污染、永不枯竭的特点,是人类可以期待的终极能源。惯性约束核聚变技术(Inertial Confinement Fusion,ICF)作为产生聚变能源的主要技术,目前技术瓶颈之一在于其强光光学系统中大量应用的大口径熔石英元件的加工问题。电感耦合等离子体加工技术(Inductively Coupled Plasma Processing,ICPP)是一种高效无损伤的硅基材料加工方法。由于其本质是一种在等离子体条件下的化学反应,在不引入新的加工损伤的同时可以高效去除硅基光学材料表面的损伤层,因此可以将电感耦合等离子体加工技术引入到熔石英光学元件工艺流程中,以实现熔石英元件的高效加工。目前,应用电感耦合等离子体加工熔石英元件最大的问题是加工过程的热效应以及由此带来的去除函数时变非线性。论文针对电感耦合等离子体加工的温度场、热效应控制、去除函数非线性、驻留时间求解等关键问题展开研究,并进行了实验验证。主要研究内容包括:(1)电感耦合等离子体加工温度场研究。针对电感耦合等离子体温度高和熔石英材料导热性较差的特点,建立等离子体作用在熔石英元件表面的热源模型和导热微分方程,得到熔石英元件温度场模型,对加工过程中的熔石英元件的温度场进行了仿真和实验研究。(2)基于热效应控制的参数与工艺优化。在获得熔石英元件温度场的基础上,本文研究了不同工艺参数组合对熔石英元件温度场的影响,对比了不同加工路径对边缘效应的影响,优化了工艺参数和加工路径。(3)对去除函数时变非线性规律进行研究。由于电感耦合等离子体加工的去除函数呈现时变特性,本文研究了电感耦合等离子体去除函数提取方法与时变规律,通过实验确定了去除函数时变非线性模型。(4)研究时变去除函数的驻留时间算法。在获得去除函数时变非线性模型的基础上,本文提出了基于脉冲迭代的驻留时间补偿算法。同时,提出了一种新的面形误差延拓方法:光滑下降延拓。相比其他边缘延拓方式,应用该方法可以在相对较短的时间内加工出最小的残差。(5)电感耦合等离子体修形工艺实验研究。利用时变去除函数驻留时间算法、新的边缘延拓方法和加工路径在熔石英平面方镜上进行了修形加工。一次加工(16.8分钟)使一块100mm方镜的全口径面形误差从RMS 0.854λ下降到RMS0.122λ。实验结果验证了驻留时间补偿算法的有效性,说明了电感耦合等离子体加工的高效修形能力。