熔石英光学元件受高功率紫外激光辐照发生激光诱导损伤,严重制约了用于激光约束聚变点火的大型高功率固体激光装置的输出能力。HF酸刻蚀方法处理加工后的熔石英光学元件,能够有效提高熔石英光学元件的激光损伤阈值,降低对前级加工工艺的要求。本论文用原子力显微镜原位表征了亚表面自然划痕在HF酸动态刻蚀过程中形貌的演化,实验结果表明HF酸刻蚀可以有效的去除破碎材料、钝化划痕的形貌,但是不足以将划痕从表面抹平。采用传统抛光工艺流程制备了各个步骤下的熔石英样品,并利用共聚焦荧光显微镜、荧光光谱、红外光谱和拉曼光谱分别表征了样品表面荧光缺陷的含量、化学无序的种类和物理无序的状态。结果表明不同的加工步骤造成的点缺陷的种类几乎相同,而点缺陷的含量和Si-O-Si键的变形程度取决于加工过程中使用的研磨颗粒的尺寸和正向应力的大小。对熔石英实验样品进行了超/兆声辅助刻蚀,兆声辅助的损伤结果优于超声辅助刻蚀,表明声波频率的提高降低了声学边界层的厚度,更有利于刻蚀反应产物离开反应表面,提高样品的损伤抗性。利用激光干涉仪和探针轮廓仪表征了样品表面的周期性结构,结合声场计算的结果表明兆声场引入了声压幅值的不均匀分布,从而导致了刻蚀中表面结构的产生和反应产物的周期性分布。利用刻蚀理论和实验数据,建立了有限差分刻蚀模型和有限元模型,分别用来模拟形貌演变和反应产物浓度分布,对实验结果进行预测。模拟结果与实验结果吻合的很好。