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蓝宝石（α-Al2O3）是一种集优良的光学性能、物理性能和化学性能于一体的多功能氧化物晶体,在光电子、通讯、国防等领域都具有广泛的应用。随着科学技术的不断发展,上述应用领域对蓝宝石晶体的加工精度和表面完整性要求越来越高,蓝宝石的高效低损伤加工技术成为阻碍其工业应用的主要障碍。蓝宝石晶体作为典型的难加工材料,目前还没有非常成熟的高效低损伤加工工艺,仍然主要沿用传统光学零件加工工艺。但随着蓝宝石基片尺寸的增大,采用传统工艺加工蓝宝石基片时加工精度和表面质量不稳定、加工效率低的问题更加突出。从国内外硬脆材料超精密加工技术的研究现状和发展趋势来看,金刚石砂轮超精密磨削具有加工效率高、成本低、精度高、表面质量好、损伤小等特点,代表了硬脆晶体超精密加工技术的发展方向。但金刚石砂轮磨削仍然会产生损伤层和划痕,必须采用后续工艺加以去除,获得超光滑无损伤表面。因此,尽可能的减少磨削加工表面损伤和划痕,对于减少后续加工量和时间,提高蓝宝石加工效率非常重要。为此,必须针对这些问题研究蓝宝石高效超精密磨削及其损伤检测方法,为进一步完善蓝宝石高效平坦化工艺提供技术支持。本文建立了蓝宝石工件旋转磨削的运动学数学理论模型,并通过分析砂轮单颗磨粒和基片之间的相对运动,给出了基片旋转磨削的运动轨迹参数方程,并在此基础上分析了磨削纹理间距、密度与磨削表面质量的关系。运用Malab对磨削轨迹进行了仿真,并通过磨削试验,对仿真和理论分析结果进行了实验验证。以兼顾加工效率和表面质量为目标,提出了利用超精密工件旋转磨床,采用#325和#600金刚石砂轮,实现晶体材料高效去除、获得较高加工表面质量的蓝宝石高效超精密加工方案。选择砂轮转速、基片转速、砂轮进给速度3个主要因素进行了正交试验,并分别针对不同的砂轮优化了并确定了磨削工艺参数,同时对其中的显著因素进行了分析。利用Olympus光学显微镜、Newview5022表面形貌轮廓仪对金刚石砂轮磨削后的蓝宝石表面粗糙度及表面损伤进行了检测,并对损伤种类及原因进行了归纳分析。采用截面显微法分别检测了#325和#600金刚石砂轮磨削后基片的亚表面损伤,试验确定了合适的腐蚀液,并在此基础上对亚表面损伤的形成原因进行了分析。