紫外激光以其波长短、加工精度高、冷加工等特性，在微细制造中具有独特优势，能够有效提高制造品质。近年来，随着现代电子产业的快速发展，其对生产制造的要求不断提高，紫外激光的应用和发展也受到人们的广泛关注。紫外激光在微加工过程中对材料尺寸形状要求小，加工过程灵活可变，产生的热影响区小，能够实现精密复杂结构的加工。本文介绍了紫外激光器的发展过程，并对目前主要用于微加工的两类紫外激光器：准分子激光器和全固态激光器的工作原理和技术特点进行了简要的概述。重点讨论紫外激光在半导体、光学元件和聚合物等领域的技术发展和应用现状，并进一步对未来研究方向进行预测和展望。

由于超疏水表面在防腐、油水分离、流体减阻和液体转移方面的应用潜力，如何制作性能优异的超疏水表面成为研究热点。材料表面的形貌特征是决定其润湿性能的一个重要因素，因此，通常采用表面结构化来获得超疏水性能。在材料表面构织微纳结构方面，基于脉冲激光的微纳加工技术具有得天独厚的优势，尤其是在制作特定图案的复杂结构方面。本文根据激光器的脉冲宽度分类，通过刻蚀后材料表面形貌和润湿性特征对激光制作超疏水表面的基本理论和典型工艺方法进行介绍和总结，并对超疏水表面的发展前景作出展望。

飞秒激光利用其超快的作用时间、超强的峰值功率的特性，可以与半导体材料表面发生瞬态光化学反应，从而对材料进行有效的掺杂，且可以实现超过材料固溶度极限的过饱和掺杂，同时能在材料表面形成准周期的微纳结构。导致半导体表面性质发生改变，产生超宽光谱高吸收的特性，从而突破传统物理限制，并由此产生了一系列全新的应用。本文总结了飞秒激光与硅相互作用的基本理论和几种物理模型，介绍了其在相关领域的应用，并对飞秒激光过饱和掺杂及改性硅的发展前景作出展望。

随着纳米技术的不断发展，各行业领域对纳米尺寸结构的加工需求与日剧增，激光直写加工技术作为一项重要的三维微纳结构加工手段，在多个现代科学技术领域得到了广泛应用。针对三维微纳结构制备，双光束超分辨激光加工技术，结合双光子聚合(TPP)过程与受激发射损耗(STED)纳米显微技术的原理，实现了超光学衍射极限的加工分辨率，为三维纳米结构加工技术及其应用提供了新的发展方向。本文将阐述基于双光束超分辨激光加工技术超光学衍射极限的基本原理，并回顾该技术在改善加工线宽及分辨率等方面的研究进展，以及在相关领域中的应用。最后就如何实现低成本、高效率、大面积、多功能性材料加工存在的挑战和未来发展方向进行了讨论。

微结构薄膜望远镜通过表面微纳结构调制光波相位和传播方向，具有轻量化、公差容限大、易于折叠展开的特点，因此成为大口径轻量化空间光学成像技术中的颠覆性技术。本文通过对国内外微纳薄膜望远镜研究进展的调研和分析，概括了薄膜望远镜研制的关键技术和主要技术途径，重点分析了薄膜材料制备、微结构类型研究、系统光学设计理论等内容。微纳薄膜望远镜研制涉及材料、空间环境工程、微纳加工工艺、精密机械和二元光学等众多交叉学科，随着工程化程度要求的提高，会出现新的技术问题，而随着问题的解决很可能获得具有影响力的科技成果。

以超振荡透镜和超临界透镜为典型代表的平面超透镜是一种利用光场调控方式实现远场超衍射极限聚焦和成像的光学元件。通过精密调控各衍射结构单元之间的干涉效应，可以在焦平面上局部区域内获得高于系统最高空间频率的电场振荡，从而实现对衍射焦斑横向和轴向尺寸的可控调节。与传统的光学透镜相比，平面超透镜具有聚焦能力强，结构紧凑，设计自由度大，利于集成等优点。因其远场超衍射极限的光场调控能力，受到衍射光学和纳米光子学领域人员的广泛关注和研究。本文介绍了平面超衍射极限透镜光场调控的原理和设计方法。对超振荡透镜和超临界透镜的研究现状及其在远场光学超分辨成像领域的应用进行了分析和讨论，最后对该领域面临的问题及其拓展方向作了展望。

真空环境下激光焊接熔深得到显著提高，焊缝成形及气孔等缺陷得到极大改善，可以获得常规激光焊接方法难以获得的显著效果。近些年，有关真空激光焊接过程机理，低真空甚至局部负压环境激光焊接装置的研究日益完善，真空激光焊接技术在船舶、核电及压力容器等领域大厚板焊接中展现出良好的应用前景。本文首要概述环境压力变化对激光焊缝熔深，焊缝表面成形及气孔等缺陷的影响规律，从焊接过程等离子体羽辉及匙孔、熔池的动态行为特性方面总结国内外学者有关真空激光焊接机理的研究成果，并介绍了真空焊接技术在工业领域的应用情况，最后对目前已报道的研究中存在的问题进行分析并对真空焊接技术的发展前景进行展望。

液体辅助激光加工是一种复合制造技术，凭借其特有的特点及优势，在相关领域受到广泛的关注和应用，同时也成为激光与液体介质相互作用研究领域的一大热点。本文综述了液体辅助激光加工过程中冲击波和高速微射流的压力研究现状，简述了液体辅助激光加工过程中压力现象产生的机理、压力的基本特征以及影响压力的因素，重点介绍了液体辅助激光加工过程中产生的冲击波、微射流等冲击压力的检测方法和最新研究进展，并对各检测方法的特点做出总结。最后介绍了液体辅助激光加工在相关领域的应用，并对该技术的发展前景作出展望。

如何在低阈值小尺度(毫瓦或皮焦量级、微米以下)情况下激发非线性光学效应是近年来光学领域研究的重要课题。该研究最直接的应用需求就是光子集成芯片，这是未来实现超高速、大容量信息网络体系的基础。光子晶体具有类似于半导体能带的光子禁带(PBG)，被誉为“光子半导体”，为人们提供了一种新颖而又实用的操纵光子的物理手段，使低阈值、可集成非线性效应产生成为可能。越来越多的非线性效应在光子晶体中已经被发现，例如光子晶体慢光、带隙孤子、电磁感应透明、二次谐波产生、光学双稳态等，本文将着重对可用于光子集成器件开发的光子晶体非线性效应研究领域的一些主要成果和进展进行总结，介绍其相关应用并对光子晶体非线性效应研究作出展望。

传统光学系统(如透镜、波片和全息片等)在光程远大于波长尺度的范围内实现对光波前的调控，其中振幅、相位和偏振的改变均依赖于光束反射、折射和衍射过程所累积的动态光程差。近年来涌现出的平面超薄光学系统因突破了传统设计的局限性而受到各个领域研究人员的青睐。本文着重介绍基于表面等离子激元的超表面在自由空间光场和局域光场波前调控方面的最新进展，阐述相关机理和具体应用，并结合国内外研究现状，分析现有技术存在的瓶颈且对该领域未来的发展趋势进行探讨和展望。