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熔石英元件具有良好的光学、热学、力学性能，广泛应用于高功率激光系统中。但是在高功率激光作用下，熔石英表面很容易发生损伤，而且损伤点在后续激光作用下会快速生长。熔石英的激光损伤严重限制了系统运行通量的提升，成为高功率激光系统发展的瓶颈问题。因此，研究激光作用下熔石英的激光损伤问题，对于阐释激光与材料相互作用的物理过程、以及探索提高熔石英元件抗激光损伤能力的途径，都具有非常重要的意义。本文围绕熔石英的激光损伤问题，分别从以下几个方面开展了研究工作: 系统研究了熔石英体材料及熔石英表面在三倍频激光作用下的损伤特性。发现熔石英表面的损伤阈值比体材料的损伤阈值低一个数量级，表明熔石英的表面结构是限制其抗激光损伤性能的关键因素;经过对比可以发现，熔石英体材料的丝状损伤、熔石英表面的坑状损伤及熔石英表面的损伤生长点都具有类似的损伤形貌——由中心熔融部分与边缘断裂部分组成，揭示了相同的损伤过程。 在损伤形貌分析基础上，采用“热爆炸”机制解释了熔石英的激光损伤过程，热效应导致材料的熔融破坏，而爆炸产生的冲击及机械作用导致材料的断裂破坏。熔石英的亚表面裂纹或初始损伤点，通过调制光强、降低材料机械强度及直接吸收等方式促进了材料对激光能量的吸收，是诱导熔石英“热爆炸”过程产生的直接原因。 分析研究了不同类型及尺寸的初始损伤点在后续多脉冲激光作用下的损伤生长特性，发现损伤点的生长阈值远低于初始损伤阈值，而且与损伤点尺寸存在明显依赖关系，损伤点的尺寸越大，生长阈值越低。通过对初始损伤点进一步分析，并且计算损伤点及不同修复结构对电场增强的影响，明确了去除损伤材料及优化结构是提高熔石英元件抗激光损伤生长性能的修复方向。 计算了不同尺寸的矩形、锥形及抛物形修复结构对光场调制及光束传输的影响，结果表明矩形结构造成的光场增强相对较小;对于锥形或者抛物形结构，结构侧壁与入射光束所成的角度以小于20°为宜;另外在保证完全去除损伤材料的前提下，修复结构的尺寸应尽可能小。 在CO2激光修复装置中引入在线成像系统，能够实时判断修复效果。通过探索修复工艺，明确了CO2激光单点辐照方式所能修复的最大损伤点横向尺寸为150μm，深度为4.5μm左右。 创新的采用飞秒激光将熔石英表面的损伤点加工修复成矩形结构，并且在修复后采用HF刻蚀处理，最终完全去除了再沉积物。横向尺寸300μm深度为10μm左右的损伤点经过飞秒激光修复后，修复点的生长阈值提高了一倍左右。通过比较分析损伤点与修复点的差异，揭示了损伤材料（包括裂纹和缺陷）的去除和物理结构的优化是熔石英抗激光损伤性能提升的原因。