随着现代光学事业的迅速发展,超精密光学产品已经广泛应用到了各种高新技术行业,尤其是大尺寸光学元件在航空航天等领域有大量的需求。由于精密光学产品的制造工艺复杂、难度大,因此高质量的表面对成品至关重要,其中对亚表面损伤的检测尤为关键。本文结合光散射理论,分析了亚表面损伤的散射特性,基于共聚焦显微测量平台研究了亚表面损伤的光散射检测方法。主要研究内容包括:本文分析了亚表面损伤的结构、成因以及光散射机理,阐述了共聚焦显微系统的测量原理,研究了散射光强影响因素和散射光强计算的理论依据。建立了损伤模型并进行散射仿真实验。介绍了损伤散射的数值计算方法时域有限差分法(FDTD)的基本原理,建立了常见类型的单一损伤的散射模型,模拟了聚焦光探测的过程,研究了亚表面颗粒和微裂纹引起的光场分布情况和散射光强的变化规律。构建了激光共聚焦显微测量平台,对含有已知损伤的样品进行测量实验,并对该损伤建立散射模型和探测仿真,二者所得实验结论一致,证明了散射模型的正确性,为进一步研究复杂损伤的散射特性提供理论基础。基于同一测量平台对含有复杂损伤的抛光样品进行检测,获得了损伤的断层图像,能清晰的看出亚表面损伤的分布和深度情况,通过化学蚀刻法得出了一致的亚表面损伤深度,验证了激光散射共聚焦显微方法检测亚表面损伤的有效性。通过仿真分析和实验研究,能够确认激光散射共聚焦显微方法能够对光学元件亚表面损伤进行非破坏性定量检测。