随着现代激光技术的不断发展,对光学元件表面质量的要求越来越高。尤其在高功率激光系统中,光学元件的表面质量是限制其进一步发展的重要因素之一。如何准确有效表征光学元件的表面质量,对优化光学元件抛光工艺、优化镀膜工艺以及降低薄膜器件的损耗具有重要的意义。因此,本文主要研究基于散射和吸收损耗特性光学元件的表面质量表征方法和实验探究。本文首先研究了光散射法表征光学元件的表面质量。分别测试了不同表面质量光学元件的总散射值,结果表明表面质量越好的光学元件的总散射值越小,且同一表面质量水平的光学元件总散射值比较接近,总散射值在30ppm以下的,光学元件则可以判定为超光滑表面元件,可以在高功率激光系统中得以应用;同时测试了不同表面质量水平的光学元件的扫描散射图,发现表面质量越好的光学元件的散射图中的缺陷数目越少,且整体总散射值越小。此外,用总散射值和扫描散射图两种方法表征了大口径光学元件的表面质量,两种方法得出的表面质量优劣结论一致。其次,研究了散射图中缺陷与光学元件实际缺陷的关系,结果表明散射图中的缺陷必然包含了光学元件的实际缺陷,但由于测量光斑过大,两者并非一一对应关系;此外,还研究了总散射与表面微观粗糙度、表面缺陷的关系,结果表明光学元件的总散射是由表面微观粗糙度与表面缺陷共同作用的结果,并利用Mie散射理论计算了直径1um表面缺陷的散射值,并设计实验得以验证。最后,用吸收损耗表征光学元件的表面质量。利用激光量热法研究了光学元件镀膜前后的吸收变化,结果表明镀高反射膜后的样品吸收明显降低;并研究了缺陷位置处的吸收,结果表明缺陷位置处的吸收明显增大。利用表面热透镜技术扫描测量光学元件的吸收,研究了吸收扫描图中的缺陷与实际缺陷的关系,结果表明两者位置吻合度好,但由于测量光斑较大,两者尺寸不一致;此外,研究了不同表面质量水平光学元件的扫描吸收图,发现光学元件表面质量越好,吸收图中的缺陷数目越少,且扫描区域的整体吸收值偏小。