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光学元件的激光诱致损伤及其增长是限制高功率激光驱动器最高运行通量密度的主要因素，其中三倍频石英元件的负载受限问题尤其严重。基于提升石英元件的抗损伤能力，本文开展CO2激光修复技术研究，旨在探求最佳的修复形貌以及修复工艺，有效抑制元件发生损伤及其增长，提高石英元件的利用率，缩减高功率激光驱动器的运行成本。文章主要内容如下: 1)建立FDTD模型模拟计算不同修复形貌下石英元件内部修复区域的光强分布，并分析修复坑侧壁与法线的夹角对元件修复区域的光强极大值及其所在位置的影响。结果表明，当夹角大于70°时元件修复区域光强极大值小于1.66，才能够有效抑制石英元件的损伤及其增长;并且，在夹角大于42°范围内，随着夹角的增大，元件修复区域内光强极大值逐渐减小。 2)在元件修复区域模拟结果的基础上，进一步建立衍射传输模型模拟计算不同形貌修复坑对其后续光场的调制。结果表明，侧壁与法线夹角为70°、宽200μm的抛物面型、圆锥型和圆台型凹坑的后续光强极大值小于1.46，通常不会对高功率激光驱动器中的后续光学元件产生破坏。但是，当修复坑宽度较大(1mm)时，圆台型凹坑的后续光强极大值高达9.31，极易对后续光学元件产生破坏。因此，考虑目前实际激光加工水平，侧壁与法线夹角大于70°的圆锥坑是石英元件后表面的最佳修复形貌。 3)在线性扩散近似下，即假设热导率等参数不随温度变化并且忽略辐射和表面热耗散的影响，建立热力学模型计算激光修复过程中不同脉宽和不同焦斑大小下石英表面温度场，从而获得激光脉冲烧蚀熔石英材料的能量密度阈值。并进一步对CO2激光脉宽、脉冲能量、焦斑大小以及光斑扫描路径等影响修复形貌的关键因素进行分析实现了修复形貌的优化，得到满足形貌要求的修复坑。 4)在综合各要素分析的基础上，制定并演示了基本修复工艺，开展了相关验证实验，完成了单脉冲修复工艺研究。处理样件的测试结果表明，在脉冲能量密度达到阈值条件时，单脉冲修复坑的三倍频损伤阈值均高于10J/cm2，且CO2激光脉宽越短，损伤阈值越高，最高达14J/cm2。