KDP晶体元件是高能激光装置的基本组件,它的损伤性能将直接影响激光光束的输出功率及质量。得益于晶体生长和激光预处理技术的发展,当前KDP晶体体损伤已得到有效控制,但表面损伤问题日益凸显。由于KDP晶体加工表面容易残留小尺度波纹、污染性杂质以及划痕等损伤前驱体,现有晶体元件的抗损伤能力还难以满足激光装置的要求。为了进一步提升KDP晶体的激光损伤阈值,本文以晶体加工表面前驱体缺陷为研究对象,重点研究了KDP晶体加工缺陷对其损伤性能的影响规律,旨在进一步探索损伤机理,为优化KDP晶体加工工艺提供理论指导并最终确定最优的组合工艺。主要研究内容包括:(1)简述了KDP晶体表面缺陷的表征和检测以及损伤性能测试技术,形成了缺陷表征-光热弱吸收-损伤阈值为一体的KDP晶体损伤评价标准。(2)研究了KDP晶体表面小尺度波纹诱导激光损伤的规律。通过FDTD仿真分析了小尺度波纹的周期和幅值对晶体光强调制的影响,仿真结果表明:在0~6μm范围周期(尤其当T=2μm时)是影响光强分布的主导因素,在6~50μm时幅值是影响光强分布的主要原因;0~50μm的小尺度波纹造成的光强增强因子可达到3~5倍。此外,还分析了不同后处理工艺下小尺度波纹的变化规律并由此提出了改善小尺度波纹的建议。(3)研究了铁元素污染和划痕缺陷对KDP晶体激光损伤性能的影响规律。通过FDTD仿真发现表面污染引发的光强调制远远大于表面划痕,光热弱吸收和损伤阈值实验结果也验证了铁元素污染是诱发激光损伤的主导因素。当KDP晶体表面光热弱吸收值达到71.63ppm时,将会发生激光损伤。(4)研究了离子束抛光和组合工艺下KDP晶体表面前驱体缺陷及其损伤性能的演变规律。当离子束抛光去除深度为100nm时,晶体的损伤表现最佳;SPDT+MRF+IBF的组合工艺能够有效控制元件表面的多种缺陷,使其损伤阈值提高了近50%。