熔石英元件的表面质量对其在强激光系统中的使用性能有重要的影响,元件表面存在的缺陷不仅会诱导元件产生激光损伤,还会降低激光传输的质量。减少表面缺陷,有助于延长光学元件的使用寿命和提高激光系统运行的稳定性。因此本文将以熔石英元件为研究对象,研究CMP的材料去除机理,并对表面缺陷和激光损伤的关系进行仿真分析,优化抛光液成分,并提出表面缺陷去除方法,主要研究工作如下:分析CMP抛光后熔石英元件的实际形貌及材料去除机制,基于抛光垫与工件的不同接触变形阶段建立材料去除模型,并通过实验研究化学作用和机械作用对CMP材料去除的影响。结果表明:熔石英元件CMP材料去除主要由磨粒磨损实现,机械作用在CMP材料去除中占主导地位,化学作用起到辅助作用;材料去除模型显示材料去除率随磨粒粒径的增大而增大,并与相对滑动速度成正比。通过实验研究抛光液成分对表面缺陷的影响,分析各种表面缺陷的形成机理及缺陷诱导激光损伤的机制。结果表明:CMP后元件表面存在由大磨粒导致的划痕和凹坑缺陷,且磨粒粒径越大,抛光表面缺陷数量越多;JFC分散剂的分散性能更好,因此其抛光得到的表面缺陷最少。建立了元件最大温度和电场调制的仿真模型,通过仿真研究了缺陷的尺寸、形状、间距和数量等参数对激光损伤的影响。结果表明:划痕宽深比越大元件最大温度越小,划痕间距越小电场幅值越大,元件最大温度和电场幅值随凹坑尺寸的增大先增大后趋于平稳,对比缺陷的仿真结果可知划痕更易使元件产生激光损伤。通过实验研究了抛光磨粒、表面分散剂类型和抛光液p H值对抛光表面质量的影响,并对抛光液成分进行了优选,即50nm的二氧化硅磨粒、JFC表面分散剂和p H=11分别为抛光液成分的最佳组合。为了减小CMP加工后元件表面缺陷,提出了表面缺陷的去除方法,并从表面形貌、表面粗糙度和表面轮廓曲线三个方面对已加工表面质量进行了综合评价,结果表明:使用优化后的抛光液或复合磨粒进行CMP加工,可以显著提高抛光加工表面质量。