现代各科学领域的快速进步极大的促进了人类社会的繁荣与发展,但日益增多的社会发展需求同时也对科学研究提出了更高的要求。比如在光学、电子科学等研究领域便对元件表面质量提出了粗糙度小于1nm Rms（Root Mean Square）的加工要求,因为对于光学元件而言拥有更好的表面质量则意味着能够获得更好的反射率,同时也能获得极低的散射特性。又比如硬脆晶体作为目前各个科学研究领域功能元件应用比较多的材料,其在具体应用时除了会被要求拥有极低的表面粗糙度外,还会被要求能够拥有完整的表面晶格。超光滑表面作为一种能够同时满足极低表面粗糙度、极小表面残余应力及完整表面晶体结构的高精度面型,其在未来的高新技术产业中将会得到越来越广泛的应用,而对于其加工方法的研究也将会变的越来越重要。紫外光诱导纳米颗粒胶体射流抛光技术作为一种新型的超精密加工方法,针对其所进行的相关研究对于实现元件的超光滑表面加工具有重要的应用价值。此种技术的主要原理是胶体中的羟基与纳米颗粒先依次与功能元件表面的原子产生碰撞反应吸附,然后依靠射流及胶体的粘滞作用将发生反应的原子从功能元件表面去除。其中紫外光的作用主要表现在两个方面,一方面是被胶体中的纳米颗粒吸收来提高其活性,另一方面是作用于功能元件表面作为碰撞反应吸附的催化光场来加快其反应过程。本文针对此抛光技术前期研究所存在的加工效率偏低和胶体抛光液无法循环使用等缺点,主要进行了下述几方面的研究工作:（1）在计算流体动力学理论的基础上,建立了锥柱形、余弦形光-液耦合喷嘴的CFD（Computational Fluid Dynamics）模型,并通过Fluent软件分别对两者非淹没射流条件下的内外部流场进行了三相流仿真模拟,进而得到两种光-液耦合喷嘴在相同条件下纳米颗粒的流动径迹及胶体流速与动压等变量的分布情况,其中对加工工件表面动压作用区域内的胶体流速与动压等变量的分布规律进行重点讨论。通过对比分析两种光-液耦合喷嘴内外部流场三相流仿真模拟的结果,确定出两者射流流场的不同特点,进而为紫外光诱导纳米颗粒胶体射流抛光系统选用适宜的光-液耦合喷嘴提供理论依据。（2）在紫外光诱导二氧化钛纳米颗粒胶体射流加工的过程中,伴随抛光过程的进行,胶体内二氧化钛纳米颗粒的表面会吸附一层从被加工件表面去除的原子,由此会对加工后二氧化钛纳米颗粒胶体的活性产生影响。为了实现对加工后二氧化钛纳米颗粒胶体的循环使用,本文设计了一套基于O₃/UV高级氧化法的二氧化钛纳米颗粒胶体活化工艺系统,同时通过流场仿真分析了此系统的活化性能。（3）在紫外光诱导纳米颗粒胶体射流抛光系统的基础上,以锐钛矿型二氧化钛纳米颗粒胶体作为抛光液,分别使用两种光-液耦合喷嘴对单晶硅表面进行定点抛光试验,获得了亚纳米级的超光滑表面。同时对所配制的锐钛矿型二氧化钛纳米颗粒胶体进行了可见光活性对比实验和表征实验。由此完成了对两种光-液耦合喷嘴仿真结果和新配制胶体光催化性能强弱的验证。