本发明涉及光学元件表面平坦化方法。本发明主要针对单点金刚石车床车削后的磷酸二氢钾（KH2PO4又称KDP）非线性光学晶体材料作为加工对象，采用离子束溅射沉积的方法在磷酸二氢钾光学晶体材料的光学表面沉积一层硅或者二氧化硅或者二氧化硅与硅的复合薄膜，再经真空冷却后在磷酸二氢钾光学晶体材料表面形成一层表面粗糙度较低的硅薄膜或二氧化硅薄膜或二者组成的复合薄膜，薄膜层的上表面为平坦化表面。本发明在磷酸二氢钾表面形成一层机械性能良好、性质稳定、表面粗糙度低且致密的硅薄膜或二氧化硅薄膜或二者的复合薄膜，工艺过程简单，在低温真空环境就能在磷酸二氢钾表面获得较好的平坦化效果，对后期磷酸二氢钾类晶体的离子束抛光作了良好的铺垫。