作为常用的光学元件,熔石英的激光损伤问题长期以来限制着大功率激光器的发展。当前对熔石英的激光损伤研究存在偏缺陷机制而对损伤动力学研究较少、偏紫外波段而对基频1064nm研究不足的问题。本文基于自行搭建的泵浦探测平台,综合利用阴影成像、干涉成像和ICCD（增强型CCD相机）快速照相技术对1064nm纳秒激光对熔石英元件损伤动力学过程进行了较为系统的实验与数值研究,具体结果如下:1.基于时间分辨阴影和干涉成像技术对后表面损伤过程进行了原位探测,并利用点爆炸和二维粘性可压缩流体模型对激光等离子体的扩张过程进行了数值模拟。结果表明,损伤点首先由缺陷处产生,并在损伤坑附近空气端产生等离子体。数值模拟结果表明等离子体内部压强最高可达600MPa,且在百纳秒尺度存在向内传播的内激波。同时材料内部也存在高速扩张的不透明区域,但其扩张过程在脉冲结束后迅速停止。脉冲结束后,材料响应主要表现为应力波的传播和裂纹的扩展,体内裂纹的形成时间尺度约为几百纳秒。损伤发生数十纳秒后,空气端等离子体中可观察到纳米级中性物质喷发。在百纳秒延迟尺度,后表面损伤区域可观察到明显的微米级粒子喷发。随延迟增加,粒子特征从球状、小直径（5²0 m）和高速（>1km/s）逐渐变为块状、大直径（>50 m）和低速（<10m/s）。粒子飞行方式包括直线形、螺旋形和回旋形。对比熔石英、K9、CaF₂和NaCl窗口片的粒子喷发现象,发现粒子喷发现象与材料的机械和热力学参数有关。过热爆炸（Phase explosion）、碰撞溅射和应力溅射机制是产生粒子喷发现象的主要原因。2.基于时间分辨干涉成像和ICCD快速照相技术研究了纳秒激光诱导熔石英元件前后表面损伤动力学过程,重点探讨了激光参数对前后表面损伤过程和等离子体扩张规律的影响。结果表明,熔石英元件前后表面损伤过程中空气端等离子体具有不同的自发辐射特性。前表面等离子体表现为内部较明亮的等离子体内核和外部较暗的等离子体外围区域,且其扩张遵循幂指数规律。后表面等离子体形状不规则,且在20ns延迟左右分裂为快慢组分。其中,快组分遵循幂指数规律,慢组分遵循Drag force模型。由于慢组分的运动速度（0.23¹.3km/s）与后表面喷发的中性粒子速度相当,慢组分被认为是中性粒子的热辐射。激光能量和聚焦位置对前后表面损伤过程具有重要影响。对于前表面损伤,激光能量越大,等离子体内部电离程度越激烈,自由电子数密度也越大。激光聚焦中心位置离样品越远,冲击波形状越接近柱形。空气击穿的冲击波会与材料表面诱导的冲击波相互碰撞演化,并形成滞止层。对于后表面损伤,当入射光功率密度高于117GW/cm²时,损伤坑深度发生跃变,并在之后随功率密度增加而迅速增加,损伤机制由表面损伤向体内线状损伤发展。3.基于双帧阴影成像和ICCD快速照相技术对体损伤形貌的形成过程进行了时间分辨成像,并研究了激光能量和聚焦参数对体损伤形貌的影响。结果表明,熔石英元件体损伤最终形貌的形成过程可分为两个阶段,首先形成线状主体,其次形成“花瓣状”头部。线状主体的形成和增长均表现为离散的击穿点,不同点之间通过热作用相互融合形成最终的连续形貌。等离子体逆韧致吸收和过热材料的吸收导致的屏蔽效应是损伤形貌沿激光方向出现不对称的原因。体损伤形貌的形成时间约为几十微秒。体损伤的横向长度随激光能量或聚焦透镜焦距增大而增大,且相同条件下不同发次的体损伤长度具有较大波动。结合移动击穿模型、自聚焦理论和受激布里渊散射机制讨论了体损伤机理,并认为结合吸收杂质的自聚焦机制可能是导致体内线状损伤的主要原因。