石英玻璃在半导体、光源器、激光器透镜、医疗设备以及国防工业等领域应用十分广泛。石英玻璃研磨抛光后,表面会残留颗粒污染物,而传统清洗方法不能有效去除污染物甚至会引起石英玻璃损伤。激光清洗是一种高效、无污染、无损伤、无机械接触的清洗方式,在石英玻璃表面清洗中具有很大的应用前景。本文以石英玻璃和其表面吸附的氧化铝颗粒为研究对象,应用有限元法、离散元法和实验分析结合的方法研究激光清洗石英玻璃表面氧化铝颗粒清洗率的变化规律。主要研究内容如下:(1)利用有限元软件,建立了氧化铝颗粒温度场模型,得到了激光脉冲数、能量密度、脉宽与氧化铝颗粒表面温度、内部温度的变化曲线。建立了清洗力模型,得到了激光脉冲数、能量密度、脉宽与清洗力之间的关系,结合石英玻璃与氧化铝颗粒之间的吸附力,预测了去除氧化铝颗粒的清洗阈值。(2)利用离散元软件PFC建立了激光清洗石英玻璃的离散元模型,对预测的清洗阈值进行了验证并改进了离散元模型,模拟了激光清洗石英玻璃表面氧化铝颗粒的去除过程。通过分析模拟前后石英玻璃模型表面氧化铝颗粒数的变化,分别得到了不同脉冲数、不同脉宽和不同能量密度下清洗率的变化规律。结果表明:清洗率随脉冲数增大而升高,随脉宽增大而降低,随能量密度增大而升高。并通过对比各参数对清洗率的影响,优化了清洗参数。(3)进行了激光清洗实验,结果表明激光清洗石英玻璃可以有效去除石英玻璃表面氧化铝颗粒。对比实验结果与离散元结果,二者趋势一致。