光学薄膜是光学系统中重要的组成器件，也是光学器件中最薄弱的环节，光学薄膜的激光损伤阈值决定了激光的输出功率。溶胶-凝胶法制备的SiO2薄膜已经有了广泛的研究。理论解释实验结果，指导制备出高激光损伤阈值的光学薄膜是当今研究的主要思路。本文运用第一性原理对SiO2晶体、O空位缺陷SiO2晶体、Ag掺杂SiO2晶体进行模拟研究，并构建SiO2(001)表面，对羟基化表面和表面离子吸附进行理论研究，重点分析了模型的几何结构、表面构型、表面吸附构型、能带结构、电荷布居、光学性质等。　　 首先，对体相α-石英SiO2晶体进行了模拟计算，建立了完整SiO2晶体模型、O空位缺陷SiO2晶体模型、Ag掺杂SiO2晶体模型。结算结果表明，SiO2晶体带隙宽度为5.659eV，属于间接带隙绝缘体材料，与实验结果和其它理论计算相符。O空位缺陷和Ag掺杂都使体系带隙宽度下降，吸收系数增加，体系的激光损伤阈值降低。　　 其次，建立了SiO2(001)表面模型，并对羟基化表面和表面离子吸附模型进行了优化。结果表明，理想表面的几何结构变化较大，表面邻近的两个O原子相互靠近，Si-O键变长。能带结构中产生了表面态，使表面带隙值变小。表面羟基化以后，带隙值扩大到5.913eV，表面能级消失，吸收系数值下降，表面的羟基化有助于激光损伤阈值的提高。随着Cl-离子吸附覆盖度的增加，体系带隙逐渐减小，吸收系数逐渐增大，Cl-离子的吸附会降低体系的激光损伤阈值。