使用波长为1 030 nm飞秒脉冲激光在M35高速钢表面加工微凹坑阵列, 运用光学显微镜、白光干涉仪和接触角测量仪分别测量样品表面的三维形貌和接触角, 探究不同参数对样品表面形貌和接触角的影响规律。结果表明, 随能量密度和扫描次数增加, 微凹坑的半径和深度均增大, M35高速钢表面接触角减小, 样品表面亲水性增大, 微凹坑间距减小可提高M35高速钢表面的亲液性。试验结果可为高速钢表面润湿性的研究提供参考。

扩散冷却、射频激励的板条结构CO2激光器具有效率高、体积小和光束质量好的优势, 在激光精密退火、工业加工等应用领域越来越被重视。高功率射频激励、扩散冷却板条CO2激光器在千瓦级及以上的CO2激光精密加工及微电子装备中占有重要地位, 已成为高功率、高光束质量连续CO2激光器的主流发展方向。就CO2激光器技术发展, 重点围绕射频驱动板条结构高功率CO2激光器技术的国内外研究动态进行了调研, 梳理了技术发展阶段及应用情况, 并对技术发展趋势进行了展望。

由于长期暴露在阳光、雨水、高低温等自然环境下，硅橡胶复合绝缘子的使用性能和工作寿命会下降，严重威胁了输电线路的安全稳定运行。因此，提高硅橡胶的耐老化性对于加强户外硅橡胶复合绝缘子的可靠性和延长使用寿命具有重要意义。飞秒脉冲激光能够在硅橡胶表面制备出稳定的超疏水状态，为了进一步研究该表面的耐老化性能，使用氙灯老化试验箱对样品进行700 h的加速老化实验。结果表明，超疏水表面的接触角从163°下降到150°左右，表明超疏水硅橡胶具有优异的耐老化性能。检测结果表明硅橡胶表面在老化过程中所产生的亲水性羟基是导致其表面疏水性下降的主要原因。进一步采用一种简单有效的热处理方法使其疏水性快速得到恢复。在200 ℃的加热环境中可以使老化后的样品表面接触角从150°恢复到163°左右，同时表面滚动角恢复到3°左右。该研究结果为增强硅橡胶在工作环境中的使用性能提供了理论指导，并在延长硅橡胶的使用寿命方面提供了一种新的手段。

在介绍SLM进行光束整形原理的基础上, 分析了二元光栅、闪耀光栅和正弦光栅三种光栅的结构特性, 并根据影响整形光束质量的性能指标, 以方向光斑为例, 设计了不同周期的相位掩模图。成像和加工试验表明, SLM上加载三种光栅形成的掩模图, 均可以将高斯分布的圆形光斑整形为平顶的方形光斑, 但闪耀光栅的整形效果明显优于另外两种光栅。在闪耀光栅周期为120 μm时, 局部能量利用率达到91.86%, 均方根误差为0.039, 整形后光束具有较好的均匀性。

研究氩气氛围下钛合金Ti6Al4V激光抛光作用机理对提高材料表面质量和使役性能具有重要意义。采用纳秒脉冲光纤激光器以弓字形扫描路径抛光8 mm×8 mm局部钛合金区域。运用偏光显微镜、光学表面轮廓仪观察抛光后材料表面形貌并测量材料表面粗糙度, 研究不同平均功率、光斑重叠率、脉冲宽度、扫描次数及不同原始表面粗糙度对钛合金表面粗糙度的影响规律。通过全自动显微硬度仪、扫描电子显微镜、X射线衍射分析仪分析抛光后材料钛合金Ti6Al4V组织性能。试验结果表明：随着激光平均功率、光斑重叠率和扫描次数的增大, 钛合金表面粗糙度先减小后增大。随着脉冲宽度的增加, 钛合金表面粗糙度呈下降趋势。原始表面粗糙度越大, 抛光后表面粗糙度缩减率越大; 原始表面粗糙度越小, 抛光后表面粗糙度越小。试验获得的最小钛合金表面粗糙度Ra=0.164 μm, 表面粗糙度缩减率为60%, 抛光后材料表面显微硬度相对于基体提高了6%。抛光后钛合金表面组织由白色等轴状转变为细针状马氏体。

针对单光束激光加工QR二维码效率的不足，提出了基于空间光调制器的QR二维码并行加工方法。利用GS反馈算法生成了高均匀性的QR二维码多光束全息图，结合空间光调制器以及飞秒激光在不锈钢表面标刻出能被有效识别的QR二维码。研究了单脉冲能量、脉冲数量、离焦量以及光束均匀性对QR二维码加工质量的影响，通过试验得到了最优QR二维码并行加工工艺参数。

在WC粒径0.7～0.8 μm、质量分数91.5%～92.0%的Co-WC二元硬质合金上进行了恒定单脉冲能量下，不同填充间距和加工次数的皮秒脉冲激光加工工艺试验研究，发现在小于光斑宽度的填充间隔尺寸范围内，填充间隔增大，加工面呈现表面粗糙度降低的光整加工效果；填充间距减小，激光对材料的蚀除效果增加；加工次数越多，材料去除深度越大；加工次数持续增加，材料表面钝化失活，激光的蚀除作用减弱；通过对激光加工区域的残余应力检测，发现皮秒激光加工对硬质合金表面残余应力影响不明显；对硬质合金钻头副切削刃口进行脉冲激光刃口修磨，去除了砂轮修磨残留的微观缺口，获得了更好的刃口质量和前刀面表面质量。

采用振镜进行加工的激光切割设备，为了提高切割精度，首先需要对振镜进行标定，通行的标定方法是使用振镜在金属片或其他刚性材料上切割出一组具有固定图案（通常被称作mark点）的阵列，然后用相机逐一读取该阵列中每个图案的具体位置，据此计算校正网格并实施校正。圆形和十字形是两种最常使用的mark点形状。对这两种mark点对振镜标定精度的影响进行了对比试验，结果表明，圆形mark点标定的精度更好。在平台重复定位标准差约为1 μm的情况下，圆形mark点标定后的振镜平均误差为1.99 μm，标准差为1.09 μm；十字形mark点标定后的振镜平均误差为2.95 μm，标准差为1.60 μm。

激光退火技术,以较低的热预算, 可以在瞬间达到较高的退火温度, 工艺过程高度可控, 制程可重复性好, 已经广泛应用于半导体工业界。本文将简要介绍激光退火技术早期的机理研究, 以及在硅基太阳能电池, 平板显示, 集成电路, 和微纳米制造等领域的应用。

针对传统GS算法在计算阵列多光束全息图时, 光束均匀性往往只能达到70%左右, 达不到激光并行微加工领域需求的问题, 提出并实现了基于实时图像反馈的GS改进算法。本文分析了计算傅里叶全息图原理并介绍了GS反馈算法, 将该算法产生的阵列光束图样的相位全息图加载到纯相位液晶空间光调制器上, 在远场成功地再现了期望图样, 且光束均匀性均在91%以上, 证明了算法的有效性。该算法实现了任意尤其是阵列位置多光束的高均匀性, 在并行微加工领域有重要意义。