激光清洗是一种安全高效的新型非接触式清洗技术,可在对基底不造成损伤的前提下,对光学元件表面微米与亚微米级的污染物实现有效清洗,并可作为在线清洗手段应用于大型高功率激光装置之中。镀溶胶-凝胶SiO₂增透膜光学元件是此类装置的重要组成部件,然而其光学表面很容易吸纳有机物、矿物质、金属等各类污染物。这不仅会对光学元件及其下游元件造成一系列的连锁损伤,还会严重降低光束输出质量,影响激光装置整体的工作状态。本文针对镀膜光学元件表面的污染状况,以在线清洗的为目标,使用单发干式激光清洗、多手段辅助激光清洗的方法,对镀膜光学元件表面颗粒污染物去除效果进行了实验研究与理论分析。此外,以基于激光清洗的方法对光学表面金属污染的来源进行了研究。主要研究内容与结论如下:（1）建立了单发干式激光清洗光学元件表面SiO₂颗粒污染物的理论模型,分别通过数值计算、有限元分析模拟的方法,对清洗过程中的瞬时热膨胀效应进行了对照研究,获得了颗粒温度、热应力大小等参量随时间与激光能量密度之间的变化关系,并对激光清洗工艺区间进行了预测。（2）使用波长355nm,脉宽10ns的脉冲激光对镀膜康宁7980熔石英、工程下架大口径真空隔离片表面以SiO₂颗粒为主的典型污染物、镀介质膜光栅表面灰尘、SiO₂、Al₂O₃颗粒进行了单发干式激光清洗的实验。通过不同激光参数对去除效果影响的分析,获得了可用于在线清洗的工艺参数,清洗效果良好,且不会对基底产生损伤。（3）采用气流置换系统辅助、背向入射方法的激光清洗技术,对镀膜康宁7980熔石英与工程下架大口径真空隔离片表面以SiO₂颗粒为主的典型污染物进行了实验,并与单发干式激光清洗效果进行了对比。结果表明,多手段辅助清洗的加入能够提升颗粒去除率,且残留颗粒尺寸也更小,降低基底损伤阈值,从而提升激光清洗质量。（4）使用低能量密度脉冲激光对AA5083、AA6061、AA7075铝合金表面进行辐照,以模拟大型高功率激光装置中散射光照射到金属部件表面的场景。结果表明,AA7075铝合金在三种样品中的耐激光性能最好,而激光预处理方法可进一步有效地减少其金属颗粒的产生,从而在来源上控制了光学元件表面的金属污染。