随着高功率激光技术的发展,光学表面激光损伤问题变得越来越突出,已经严重制约的高功率激光器件的发展。通常光学元件的加工主要包含磨削、抛光、修形等过程,在这些过程中由于采用基于磨料的加工技术手段,因此会在元件表面产生微小的脆性/塑性裂纹划痕等物理缺陷,这些缺陷不仅会影响光学元件的力学性能,而且会大大影响光学元件的光学性能,同时这些还会残存抛光磨料等化学污染,引发高能/高功率激光系统里光学元件的激光诱导损伤,导致光学元件失效。在高功率光学系统中,硅在1.2-7μm和25-300μm波长下的吸收系数小于10^-7 cm^-1,吸收的激光能量小,并且大多数激光能量在这些波长范围内传输,因此在高功率激光装置中得到了广泛的应用。本文针对中红外光学材料,建立了多物理场中红外高能激光损伤模型,从不同加工工艺的样品入手,针对清洗工艺、无损检测表针技术、后处理以及损伤阈值进行研究。本论文的主要研究内容如下:（1）建立了光热多物理场耦合超材料吸收器模型。首先设计了一款光学吸收器,该吸收器是由最上层的T字形阵列,中间层的二氧化硅绝缘体材料和底层的金组成。其次在光学吸收器的基础上进行改进,设计了三种光热吸收器,分别实现了宽带的移动以及宽带与多波段之间的转换。此外,具有动态调谐特性的太赫兹吸收器能够灵活控制吸收性能,为实现太赫兹滤波、调制等提供了良好的平台。（2）建立了光、热、力多物理场耦合中红外高能激光损伤模型。该模型主要研究了中红外高能激光辐照的单晶硅片表面的激光诱导的热致损伤机理。我们通过改变模型中激光器的输出功率密度、激光光斑直径、光学元件的半径以及光学元件的厚度,获得了在不同条件下的瞬态温度场以及热应力场。仿真计算结果表明,我们可以通过计算出的热应力和温度分别超过断裂强度和熔点的相应极限的辐照度来预测引发裂化和熔化的辐照度。（3）研究了光学元件表面/亚表面缺陷与损伤之间的关系以及缺陷的后处理。在仿真方面,通过光、热、力多物理场模型建立带有缺陷的光学元件损伤模型,并研究不同缺陷类型下的损伤情况;实验方面,研究了中红外高能激光元件跨尺度检测及表征问题。利用荧光散射测试成像系统对基底进行面形与缺陷的检测,获得表面和亚表面前驱体的成像;利用反射式光热弱吸收检测技术检测反射镜衬底表面吸收情况,获得反射镜衬底表面的弱吸收值来判断缺陷及杂质元素的分布情况;利用白光干涉仪对反射镜表面划痕及凹坑进行检测,获得表面划痕及凹坑的三维成像及尺寸;利用To F-SIMS测试技术对反射镜亚表面所含杂质金属元素进行检测,获得亚表面杂质分布的类型及比例。（4）研究了中红外光学元件抗损伤能力。首先建立了针对连续激光损伤阈值的测试方法,其次我们搭建了中红外连续激光损伤测试系统。通过对不同加工工艺以及不同处理方式的光学元件进行损伤测试,研究不同加工工艺以及后处理方式对于损伤阈值的影响规律,结合第三章中光学元件纳米损伤前驱体的检测表征数据,找出缺陷与损伤之间的关系。