采用飞秒激光脉冲辐照不同羟基浓度的纯石英玻璃, 诱导其内部产生缺陷。系统研究了羟基浓度、激光脉宽和激光功率对缺陷类型和浓度的影响。石英玻璃的显微荧光谱、吸收谱和发射谱测试表明, 飞秒激光诱导石英玻璃可以产生非桥氧空穴中心(NBOHC)、非弛豫氧空位[ODC(Ⅱ)]和E′心3种缺陷; 低羟基浓度石英玻璃易产生ODC(Ⅱ)缺陷, 高羟基浓度石英玻璃易产生NBOHC缺陷。用波长为254 nm的紫外灯激发飞秒激光辐照后的高羟基浓度石英玻璃可观察到明显的红色荧光(波长为650nm), 其发光强度与飞秒激光的脉宽和功率相关, 发光强度随激光脉宽的增加先增加后减小, 随激光功率的增加先增加后趋于平缓。

提出一种利用线偏振飞秒脉冲激光制备超疏水钛表面的方法。利用飞秒脉冲激光在钛片上辐照扫描诱导出表面微纳结构，以提高钛表面的粗糙度，并结合低表面能物质的超声处理得到具有超疏水特性的钛表面。通过改变飞秒脉冲激光辐照的能流密度来改变钛表面的粗糙度，得到不同润湿性能的钛表面。将制备的疏水和超疏水钛表面在大气环境中放置三个月，并对其表面润湿性能进行测量，结果表明，与三个月前相比，其表面润湿性能基本保持不变，即制备的钛表面具有稳定的疏水和超疏水性。

研究了光斑重叠率对飞秒激光硅材料表面着色的影响。实验结果表明：飞秒激光在硅材料表面着色是由于在其表面诱导出了周期纳米条纹结构；在飞秒激光功率一定的情况下，较高和较低的光斑重叠率都不能实现着色；在选定激光功率范围内，光斑重叠率越大，呈现的颜色越丰富，着色效率越高。另外反射率的测量结果表明着色后样品在可见光范围内反射率下降了50%左右。得到了飞秒激光硅材料表面着色的参数窗口，为飞秒激光半导体着色的推广提供了技术参考。