随着半导体工业及光学工程发展，含硅材料的超光滑表面需求量越来越大，而表面质量要求尤为苛刻。由于众多含硅材料难于加工，而面型要求复杂，对于现存传统加工手段提出挑战。广泛使用的机械加工方法以接触式加工为主，一方面会损伤材料表面晶格，留下残余应力与亚表层损伤，另一方面对设备要求很高，实现非球面元件的抛光仍然难于在效率要求、精度要求及经济性之间平衡。因此，大气等离子加工技术作为一种具有良好前景的新型加工手段被引入视野。由此，为了使用大气等离子体加工方法满足上述要求，对该技术在超光滑表面定量去除存在的几个关键问题开展了研究。首先，搭建了大气等离子体射流加工实验平台着重设计改进了等离子体发生器结构。然后，围绕大气等离子体主要工艺参数，以提高加工效率和降低沉积缺陷为目标设计完成了实验优化研究。在此基础上，建立了等离子体内部反应的简化模型，从机理层面解释了实验中存在的现象并对工艺参数选择提出了建议。最后，使用Lucy-Richardson解卷积算法编写了驻留时间解算程序，利用计算机控制方法实现了大气等离子体射流加工的定量去除。本课题对于进一步提高大气等离子体加工能力，补充该技术机理研究，推进技术实用化，实现超光滑表面高效无损加工具有积极意义。