本论文的主要目的在于研究高功率激光光学元件表面和亚表面缺陷对元件表面抗激光诱导损伤能力的可能影响，给出典型缺陷的光场分布和光场增强因子，为实际的生产加工和损伤机理的探讨提供参考。从根本上来讲，光学材料的激光诱导损伤是强场作用下发生的永久的不可逆的过程。以高功率固体激光装置中的磷酸盐激光玻璃和熔石英玻璃为研究对象，通过时域有限差分方法，分析了光学元件生产加工过程中可能产生的典型缺陷对入射光场调制作用，并以此为基础结合文献报道的有关实验现象，对光学材料表面可能发生的损伤机理进行了讨论。　　 论文第一章，首先综述了激光诱导损伤机理和光学元件抗激光诱导损伤能力的研究进展，概括了光学元件表面损伤的特点及损伤机理的研究方向，然后提出了本论文的研究内容和研究思路。　　 论文第二章，主要介绍了时域有限差分方法的基本原理及相关技术，给出了研究表面和亚表面缺陷附近光场分布的基本模型，并验证了用于本论文研究的计算程序的稳定性及可靠性。　　 论文第三章，研究了研磨阶段可能产生的缺陷对入射光场分布的影响。研磨过程中产生的基本缺陷类型包括锥形裂纹、径向裂纹和横向裂纹。对每种裂纹，研究了包括缺陷位置、深度、宽度、角度等及裂纹可能产生的变化对入射光场分布可能产生的影响，结果表明缺陷对入射光场的调制作用主要由缺陷的类型及所处的位置决定。后表面光场增强因子较大的是锥形裂纹，在前表面则是横向裂纹，均高达10～100倍，且增强倍数随着裂纹尺寸的变小而减少，这表明减少亚表面缺陷深度可以提高元件的表面抗激光诱导损伤的重要原因之一可能在于表面光场增强因子的减小。此外，如果加工件表面缺陷不可避免的存在，即使是对加工质量很好的表面，约10倍左右的光场增强因子可能仍是损伤机理研究中需要考虑的因素。　　 论文第四章，研究了抛光阶段可能产生的缺陷对入射光场分布的影响。首先针对抛光过程中可能产生的塑性划痕和脆性断裂，考虑可能的缺陷形貌及尺寸参数范围，分析了其对入射光场的调制作用。结果表明单个塑性划痕和脆性微裂纹造成的光场增强倍数大致相当，分别为2～3和7倍左右，但脆性微裂纹的调制作用主要是局域的，即仅影响缺陷自身表面光场分布，而塑性划痕的调制则是非局域的，主要是对缺陷周围区域造成影响。实际表面加工过程中脆性微裂纹主要出现在塑性划痕的周围区域，结果表明随着脆性微裂纹的出现，表面局域光场强度将急剧增强一个数量级，可高达41倍。进一步讨论了表面和亚表面缺陷层作为一个整体对入射光场分布的影响。在考虑前后表面间多次反射情况下，表面损伤阈值的统计性来源不仅与表面缺陷的随机性分布有关，也与待测样品的相位厚度有关。表面缺陷层的存在使得表面光场的研究从玻璃空气界面处扩展到了整个表面层区域。结果表明如果光场强度是导致前后表面损伤阈值差异唯一重要的因素，那么决定元件表面损伤仍是玻璃空气界面处的光场强度;但当表面缺陷层折射率高于材料体折射率时，则可能使这种情况发生改变。结合新近报道的快荧光与表面损伤之间的关系，分析了快荧光增强的原因及可能的起源并讨论了表面损伤的可能机理。分析表明缺陷导致的局部光场增强有可能是快荧光增强的主要原因，快荧光可能来源于自陷激子(STE)的发光。总之，表面和亚表面缺陷，由于其对入射光场的调制作用确定是存在的，将使损伤阈值在一定甚至较大的范围内发生变化。