为满足人们对于高数据率、大容量通信的需求,激光通信应运而生。激光通信载波频率高,很容易实现几Gbps的通信速率,且保密性好,因此不断发展成熟。如今,空间组网成为新的目标,故需要研制大量的光通信终端(用户、地面、近轨、中轨和高轨)。而终端的通信性能受诸多因素影响,其中光学表面污染是影响光学系统性能的一大因素,最终影响到星上终端的工作寿命。因此,有必要预估及检测光学敏感表面污染沉积量,同时研究污染效应。首先,本文基于微量污染检测的基本原理,研制了10MHz镀铝石英晶体微量天平(QCM),其理论质量灵敏度在10-9g/cm2量级。该装置的校准实验结果表明:在实际的测量周期内,表现出良好的时间稳定性,保证了污染测试的准确性;通过引入参考晶体,既基本消除了环境因素的影响,也降低了对其控温精度的要求;通过直接测量待测晶体与参考晶体频率,避免了使用混频器带来的系统复杂性和误差;通过绝对标定实验,测定实际质量灵敏度在10-8g/cm2量级,满足实际应用需求,且成本低,实用性好;通过三维有限元分析方法(3D-FEA),表明外加电压和部分污染沉积对石英晶体质量灵敏度产生影响,导致QCM实际质量灵敏度比理论质量灵敏度低。然后,本文通过地面真空试验,证实了该石英晶体微量天平用于表面污染量检测的有效性。从有机非金属材料出气模型、污染分子传输模型和污染分子沉积模型出发,建立了一套污染模型,初步分析了真空试验下的污染沉积过程,为光学表面污染预估与防护、材料筛选提供参考依据。最后,本文针对光通信终端常用的卡氏光学天线,应用污染模型,仿真分析了仅遮光罩为出气污染源时,主次镜表面污染沉积速率,结果与实验量级相符。借助Zemax的镀膜功能,进行了污染效应研究,仿真分析了主次镜表面不同厚度的环氧树脂污染层,对整个光学系统光功率的影响。