在现代光学系统中，特别是在光刻系统、激光系统和空间光学系统中，对光学元件的表面质量要求越来越严格，传统的光学元件加工技术往往难以满足要求。纳米甚至亚纳米量级的面形加工精度需求变得越来越普遍。此外，对亚表面质量的苛刻要求和光学材料的多元化也给光学加工技术提出了挑战。探求高精度、低亚表面损伤的光学元件加工技术是现代光学元件加工技术的一个必然趋势。　　离子束抛光是迄今为止最精确的光学元件修形技术。它采用一种完全意义上的非接触式加工方式，因而它还具有加工时无表面应力、无边缘效应、无亚表面损伤、收敛率高等诸多优势。其基本原理是在真空环境中，离子源发射携带能量的惰性气体离子轰击光学元件表面，光学元件表面原子获得能量后挣脱表面束缚溅射脱离表面，以达到原子尺度的材料去除。整个过程在计算机控制下进行，针对光学元件表面各处不同的面形误差量控制离子源的运动轨迹和驻留时间，对光学元件表面进行定量材料去除，以得到期望的光学元件面形。其中驻留时间的求解是整个计算机控制离子束抛光工艺的关键步骤之一。围绕离子束抛光工艺，论文主要做了如下的研究工作：　　1、从迭代驻留时间求解算法原理归纳出了一种“基于等效滤波模型”的驻留时间求解算法；给出了一种基于该算法的快速残余误差预测方法；分析了算法中计算参数对驻留时间求解结果的影响；分析了算法中计算参数对工件残余误差的影响；对计算结果中可能存在负驻留时间给出了解决方法。　　2、分析了多数驻留时间算法中普遍存在的边缘计算精度下降的问题；分别提出采用非均匀有理B样条曲面延展法和高斯光滑延展法来延展光学元件面形误差以解决边缘计算精度下降的问题；并仿真分析了其对边缘计算精度的改善能力。　　3、提出了一种“重叠耦合分块法”对驻留时间进行分块计算。分块计算的目的在于解决大口径光学元件短波长面形误差去除过程中驻留时间计算的效率问题，同时使得分块计算不降低驻留时间算法的计算精度，且对任意驻留时间求解算法普遍适用。　　4、分析了离子束抛光工艺中工艺参数对加工过程和结果的影响;分析了束径、加工步距和额外材料去除量的选取原则；提出了一种针对任意初始面形误差的离子束修形能力的快速预测评估方法，为离子束抛光的参数权衡与选择提供直观快速的支持。　　5、对离子束抛光中可能存在的各种误差源进行了分析。由于离子束抛光是最后的抛光步骤，且是最精密的面形抛光。因而分析并严格控制误差源对最终加工精度的影响就非常必要。文中分析了驻留时间误差、机械误差以及去除函数误差在不同束径不同误差分布行为下对加工精度的影响。　　6、使用Zygo公司的Verifire Asphere立式干涉仪作为面形检测设备，以国防科技大学KDIBF650γ-W型离子束抛光机作为实验载体，对一平面熔石英工件进行了两次离子束抛光，对驻留时间求解算法和相关原理进行了验证。