随着高功率和高能量激光在工业、国家军事甚至是航天等领域的应用越来越广泛,光学元件也面临着越来越多的激光损伤问题,对此不少研究学者展开讨论与分析。激光损伤会影响整个激光光学系统的工作性能,它的阈值是光学元件抗激光损伤的重要指标,如何精准测量激光损伤阈值,对相关学术研究以及激光应用的发展具有十分重大的意义。国际上已经形成了较完善的测试标准,即ISO21254标准,其中提及了评价测试激光损伤阈值的方法,被不少激光技术企业应用推广。在国际测试标准的定义中,激光模式是理想的TEM00基横模,其激光光斑能量是高斯分布。而在实际测量中,高能激光的模式往往是多模的,若按照国标的定义以理想激光模式去测量计算激光损伤阈值,其结果会与实际激光模式下的激光损伤阈值的结果产生较大的误差。本文针对激光模式对损伤阈值测量的影响问题进行研究,提出了基于TEM11模式的激光损伤阈值工程测试模型。论文主要进行了以下工作与分析:1、理论分析了激光损伤阈值与光束质量M~2因子的关系。通过理论依据,得出了激光损伤阈值与光束质量M~2因子的关系式,建立了激光损伤阈值与M~2因子的数值仿真模型,仿真结果表明,在其它条件相同时,激光损伤阈值会随着光束质量M~2因子的增大而减小。2、研究了厄米-高斯型激光的不同模式对激光损伤阈值的影响。首先,通过理论依据得出厄米-高斯型激光光斑的能量分布表达式,用仿真软件分析了不同激光模式下的激光光斑能量分布情况,结果表明,只有TEM00模式下的激光能量为高斯分布,并且随着激光横模序数的增大,激光光斑半径整体也在增大,激光能量分布变得分散;其次,基于激光与物质相互作用的方法,建立了1064nm脉冲激光与光学材料为石英玻璃相互作用的三维物理模型,运用有限元数值分析方法在此模型上对脉冲激光与石英玻璃的相互作用进行了模拟仿真,得到了其相互作用下产生的瞬态温度场,石英玻璃表面温度达到其熔点时,即发生了热损伤。最后,仿真得出了激光模式分别为TEM00、TEM01、TEM02、TEM03、TEM10、TEM11、TEM12、TEM13、TEM20、TEM21、TEM22、TEM23、TEM30、TEM31、TEM32以及TEM33时对石英玻璃产生热损伤所需要的激光能量值,并计算了各种激光模式下的损伤阈值。结果表明随着激光横模序数的增大,对石英玻璃造成热损伤所需的能量不断减小,其激光损伤阈值也不断减小。3、基于TEM11激光模式建立了一种对损伤阈值测量的工程测试模型。在国标激光损伤阈值测试定义中,激光为高斯型光斑,将零损伤概率的能量值与高斯光斑面积的比值作为激光损伤阈值。而实际应用中,激光光斑不是高斯分布,通过仿真结果和理论推导,建立了TEM11模式下的损伤阈值工程测试模型Fth（工程）（28）3E/（4?r~2）。在热损伤仿真中,由国标测试模型得出的TEM11模式下的损伤阈值为23.55J/cm~2,而考虑激光模式对损伤阈值的影响,由工程测试模型得出的损伤阈值为17.66J/cm~2。4、通过实验对实际激光的光束质量M~2因子进行测试,并测试计算了石英玻璃的激光损伤阈值。搭建了激光参数以及激光损伤阈值测试系统,对1064nm脉冲激光的光束质量M~2因子进行测试,结果在x和y方向的M2因子为Mx ~2=3.98,My ~2=4.15。由国标测试模型得出的损伤阈值为22.31J/cm~2,由工程测试模型得出的损伤阈值为16.73J/cm~2。由仿真和实验结果表明,由于激光模式的不同,对损伤阈值的影响会比较大,本文提出的工程测试模型可以更加合理的测量出TEM11模式下的激光损伤阈值,这为准确测量不同激光模式下的激光损伤阈值提供了研究方向。