当前例如民用光学、半导体、光通信、大型激光核聚变装置、天文望远镜等科学和工业领域对高精度的光学元件的需求越来越大。熔融石英玻璃具有较低的热膨胀系数和较大的热惯性,凭借其良好的物理和化学性能被广泛应用于制造窗口和屏蔽片。传统的熔融石英玻璃加工路线主要是“精密/超精密磨削+确定性数控抛光”,在确定性数控抛光阶段目前主要采用的游离磨粒抛光技术,主要由三因素构成:抛光液、抛光垫、工件。游离磨粒抛光能获得极高表面质量(Ra<lnm)、极少亚表面缺陷的光学元件,但也具有一些不足,例如由于加工环境是有水或者溶液环境,抛光后的工件表面会存在几nm到几百nm的水合层,需要又增加新的工序去除,提高了工艺成本;游离抛光过程中磨粒的利用率只有不到0.5%,造成大量浪费等等诸多问题。针对这些不足,本文提出一种将磨料固结成抛光轮并在无水环境下对熔融石英玻璃进行加工的方法,通过该方法能在20min内将熔融石英玻璃的粗糙度Ra从200nm降低到]0nm以下,最终能获得粗糙度Ra小于2 nm,加工效率能达到4.2um/h,略高于游离磨粒抛光技术(4 um/h),表面无水合层的高质量表面。本文的主要研究内容如下:(1)确定了抛光轮的制备工艺路线,通过对比加工实验确定了抛光轮最佳的成份比例,根据实验结果充分阐述了各组成部分在实际加工过程中所起的作用。(2)通过化学手段探究该种加工方式的材料去除原理;明确了压力、转速对去除效率和表面质量的影响,并给出了无水环境下该项技术的最佳加工参数;进行定点打斑实验,为该技术能应用于COOS提供了一定的实验依据。(3)利用傅里叶导热定律分析抛光过程中的加工温度,建立了抛光轮和玻璃工件的温度导热模型,通过实验测得实际加工的温度范围在28 ℃～80 ℃之间,初步解释了去除效率不遵循Preston公式的原因。(4)应用该技术对熔融石英玻璃进行了整面加工试验,设计了“磁性抛光工艺+定量抛光检测”的方案,得到了固结磨粒抛光技术的亚表面深度。