采用ABAQUS有限元仿真软件对激光加载L2铝板材高速成形进行数值模拟，研究了单脉冲激光冲击下成形的瞬态响应过程，获得了激光加载冲击成形过程中位移、速度、应变及应变率等特征量的变化特点.模拟表明，冲击后靶材中心区域发生明显塑性变形，变形截面呈锥形.高速成形过程中，金属板材首先发生振荡幅度非常大的快速弹性变形，其后进入减幅振荡直至静态，激光冲击成形时间在毫秒量级.板材不同节点的位移变化趋势相同，靠近中心区域位移大，边界区域位移小.成形中板材的中心区域速度最大达3 700 m/s，变形过程前2 μs内应变率急剧变化，最大达104~105 s－1量级.

用Nd: YAG脉冲激光器产生的1.064 μm激光, 在空气环境下作用于金属Cu诱导产生等离子体, 采用ME5000改进型中阶梯光栅光谱仪获得了同一能量多次激光脉冲冲击下和不同能量激光脉冲冲击下的Cu等离子体发射光谱, 分析了谱线强度与多脉冲强激光诱导次数之间的关系变化, 实验表明: 随着激光作用次数的不断增加, 特征谱线相对强度都呈不断下降趋势, 尤其是第二次和第一次相比, 谱线强度下降幅度达58.87%; 随着激光脉冲能量的增加, 原子特征谱线的相对强度和半高全宽都迅速增强, 增强趋势呈指数函数变化。

利用高能Nd: YAG脉冲激光器产生的1.06 μm激光，在空气环境下作用于带有严重锈层的铁块诱导产生等离子体，利用改进型ME5000中阶梯光栅光谱仪获得激光冲击铁块等离子体特征发射谱线.实验结果表明，由于样品中包含部分杂质，需激光连续作用且能量到达一定要求，才能与铁作用激发原子谱线；激光分解杂质后，等离子体谱相对强度明显增强，比较首次激光作用和清洗过程中的光谱图，当563.40 nm波长处特征谱线强度增大443.11%时，锈蚀铁块已清洗干净，洗净率达99.84%；同时清洗过程中的谱线起伏度也明显降低.因此，分析首次激光作用和清洗中的光谱图，观察标线铁原子谱线分布及相对强度的变化，可以判断样品是否清洗干净.

在空气环境下， 激光诱导等离子体光谱用于激光清洗状态的在线分析快速而准确。 该文利用中阶梯光栅光谱仪探测脉冲激光器作用于干净及表面污染的铜币样品产生的等离子体光谱谱线， 这些谱线中不但包含了清晰的铜原子发射谱线， 还包含空气中氧气和氮气与激光作用产生分解效应的原子谱线。 为了消除单次测量的不确定性， 分析了多次测量的分布恒定的氧原子和氮原子谱线的统计规律， 表明强度分布规律一致， 且相对标准差基本相同， 可以采用单次测量的光谱图变化表示清洗过程中状态。 表面污染的铜币光谱图中包含多元素原子谱线和连续谱线， 清洗干净铜币的光谱图连续谱线消失且只有铜元素谱线， 观察谱线变化就可以表明样品是否被清洗干净。

用Nd:YAG脉冲激光器产生的1.064 μm激光，在空气环境下作用于金属Al诱导产生等离子体，获得了不同能量以及多次脉冲烧蚀下的Al等离子体发射光谱，分析了谱线强度与能量变化之间的关系，实验结果表明：随激光能量的增加，谱线的信号强度明显增强；对等离子体光谱进行Lorentz线型拟合，获取了谱线的半高宽，以此来计算电子密度，得到了电子密度及信号强度随多脉冲强激光诱导次数的增加而逐渐下降的演化规律。

为了检测强脉冲激光冲击加载材料发生的动态变化，采用遮光原理设计了一种新的检测仪器，能较为准确地检测出在冲击过程中试样的动态特征量。结果表明，铝薄板（L2）在激光冲击成形过程中弹性变形和塑性变形同时存在，塑性变形的时间远远大于弹性变形。试样中心区域在弹性变形阶段的平均变形速率为3.2×103m/s，试样的平均应变率为8.9×104s-1。该结果为相关激光冲击成形技术发展提供了实验依据。

强短脉冲激光冲击材料成形是一种高应变率的过程。很多已有测试手段由于响应带宽不够而无法进行有效测量。常用的任意面速度干涉仪(VISAR)价格昂贵、测试方法复杂，且存在条纹缺失。采用一种简单的光电测试系统探测出铝薄板在强短脉冲激光冲击下的高速变形过程。通过标定输出电压与变形量的关系，分析出薄板被冲击中心点的位移和速度，与文献仿真结果规律一致，计算出在8 J激光能量冲击时间内平均变形速度为8.49×104 m/s。并由阻尼振动和弹性形变叠加的模型拟合出激光冲击薄板的形变过程，根据拟合系数计算出薄板的振动速度和塑性变形值，为分析和控制激光冲击变形工艺提供了依据。