采用搅拌摩擦辅助激光定向能量沉积方法制备了AlSi10Mg合金块体，采用后续冷轧处理进一步提高了AlSi10Mg合金的强度，系统讨论了AlSi10Mg合金在加工过程中的组织演化，分析了其强韧性的演变机理。研究结果表明：在激光沉积态AlSi10Mg合金中，Si原子的固溶强化效果非常显著，合金的硬度高达109 HV，受气孔缺陷影响，激光沉积AlSi10Mg合金的强度低于200 MPa。搅拌摩擦加工可以细化激光沉积AlSi10Mg合金的柱状α-Al相和共晶相，形成等轴的α-Al晶粒和Si颗粒，α-Al基体中的Si原子脱溶析出，其硬度降低至75 HV，强度接近200 MPa，延伸率最高达到40%。轧制后，AlSi10Mg合金中的位错密度大幅增加，当变形量增加到68%时，AlSi10Mg合金α-Al晶粒被剧烈细化，合金的硬度被提高至116 HV，其强度可超过400 MPa，合金中的局部硬化区域导致其塑性变形能力下降，延伸率逐渐降低至25%。

为了研究激光技术在废水降解领域中的应用, 采用激光诱导空化技术对酸性黑溶液进行降解, 通过紫外分光光度计对降解后的溶液进行分析表征, 获得激光能量和溶液初始质量浓度对降解能力的影响;结合空泡动力学理论和空化化学效应, 揭示了激光空化降解酸性黑溶液的机理。结果表明, 随着激光能量的增加, 初始质量浓度为20 mg/L的酸性黑溶液的降解率从0.78%逐步增加到27.28%; 在100 mJ激光能量下, 当溶液中酸性黑溶液的初始质量浓度从5 mg/L提升至20 mg/L时, 降解率从98.55%降低至7.63%;激光能量越高, 降解率越大; 初始质量浓度过大, 则激光空化难以对酸性黑溶液进行降解。该研究推进了激光空化降解染料等有机废水技术的发展。

碳化硅具有优秀的物理化学性能，是制作耐高温高压电子器件的关键材料，应用前景广阔。碳化硅硬度大，传统的机械切割存在崩边大、芯片破损和晶圆利用率低等问题，隐形切割因切割质量好和加工效率高脱颖而出。在多脉冲模式下采用控制变量法研究了碳化硅晶圆隐形切割时激光单脉冲能量、进给间距、脉冲重复频率、脉冲宽度和扫描速度对上下表面烧蚀道宽度、崩边尺寸和断面形貌的影响规律。针对多脉冲模式下存在的崩边大和断面粗糙度高等问题，采用脉冲串模式切割。结果表明，脉冲串模式可以更有效地实现内部改质，从而减小崩边，降低断面粗糙度。

镁合金具有比强度高、可加工性好等优势，但其耐蚀性欠佳，成为阻碍其进一步推广应用的瓶颈。采用纳秒激光在AZ91D镁合金表面进行微织构加工，并辅以低温热处理，获得了不同润湿性的表面。通过表征不同润湿性镁合金的表面形貌和成分、静态接触角以及耐蚀性，研究了镁合金表面激光调控润湿性的方法以及镁合金耐蚀性提高的机理。实验结果表明：激光加工和后续的低温热处理促使表面的C元素含量升高；表面形貌和表面C元素可以协同调控表面的润湿性；激光加工可以促使镁合金表面形成氧化膜，有助于提升镁合金的抗盐雾腐蚀能力；亲水性微织构表面的耐蚀性优于原始表面；超疏水Cassie表面具有优异的抗盐雾腐蚀性能，这是由于盐雾液滴在其表面的停留时间短。

基于空间光调制器外光路分束进行并行加工是提高超快激光加工效率的有效方法。高均匀度分束算法是实现外光路分束的关键。在实际光路中，由于光路不完全满足理论条件，经典的GS算法生成的多光束均匀度远低于理论值，不满足阵列化激光加工的要求。基于GS?GA算法的思想与图像处理技术，在程序设计中引入了实时反馈的功能，以达到提高分束均匀度的目的。并采用加载菲涅耳透镜相位的方式分离零级光，避免重建光场离轴带来的畸变。最终实现了均匀度接近94%的分束，并通过加工实验验证了高均匀度分束算法在精密加工中的应用效果。

超高速激光熔覆技术（EHLA）可以突破涂层生产的效率瓶颈，为制备高质量涂层提供有效途径。采用EHLA和常规激光熔覆（CLA）技术在45钢基体上制备TiC/Inconel 625复合涂层，并对涂层的微观组织、物相组成、耐腐蚀性能以及摩擦磨损性能进行了表征。结果表明，两种涂层的显微组织均表现出相同的生长模式，由胞状或柱状枝晶向等轴枝晶转变。对于EHLA涂层，98.2 m/min的熔覆速度加快了凝固组织的冷却速率，从而细化了枝晶，平均枝晶间距不超过1 μm，并且所形成的细化组织有助于涂层耐蚀性的提升。TiC的加入促进了枝晶间碳化物的形成，并起到了沉淀强化的作用，同时在涂层表面形成了致密的钝化膜。并且EHLA涂层的摩擦系数低于CLA涂层，展现出良好的摩擦磨损性能。

采用选区激光熔化技术制备了VNbMoTaW难熔高熵合金，研究了激光工艺参数对VNbMoTaW难熔高熵合金试样的表面成形质量、微观组织和力学性能的影响。结果表明，当采用较高的功率和较低的扫描速度时，可有效改善VNbMoTaW试样表面质量，其中孔隙和裂纹是选区激光熔化技术制备VNbMoTaW难熔高熵合金的主要缺陷。VNbMoTaW难熔高熵合金组织主要由柱状晶和胞状晶组成，底部和中心大多为柱状晶，而熔池的两侧及顶部主要为胞状晶。VNbMoTaW的最高极限抗压强度可达2154 MPa，相比电弧熔炼方式制备的合金强度提高了69.6%。

设计了一种基于图形化石墨烯的太赫兹吸收器，呈现出可调谐超宽频的吸收特性。其顶部为超薄石墨烯层，中间为电介质层，底部为金层。通过改变中间介质层的厚度和顶层石墨烯的费米能级，对太赫兹吸收器进行设计与仿真，而石墨烯的费米能级可以通过改变栅极电压来调控。结果表明，该吸收器在低频部分呈现超宽频吸收，当吸收器的介质层厚度为30 μm时，吸收特性达到最优，并且通过改变石墨烯的费米能级，能够动态调控吸收器的吸收特性，使得吸收峰值点和带宽发生动态变化，吸收峰值点在431 GHz区间内移动，实现了吸收器的可调谐功能。当石墨烯的费米能级为0.4 eV时，吸收率超过90%的频带宽度为1.8744 THz，吸收器峰值吸收率为99.3357%，达到了完美吸收。

以激光选区熔化TC4构件为研究对象，研究了倾斜角对构件内部结构成形精度的影响。设计了具有不同倾斜孔道结构的TC4构件，采用优化后的参数打印成形。采用工业计算机断层成像设备观察样品的内部结构，并建立逆向三维模型，将其与设计模型导入PolyWorks软件中进行拟合和对比，从而检测该试样内部结构悬垂面的表面偏差程度和表面质量。结果表明，倾斜角对TC4构件内部结构的悬垂程度和表面质量具有很大影响：当倾斜角增大到50°左右时，激光选区熔化TC4成形件内部结构悬垂面的表面偏差程度明显变小，且打印质量明显提升；而当倾斜角继续增大时，激光选区熔化TC4成形件内部结构悬垂面的表面偏差程度明显变大，且打印质量明显下降。