利用不同能量的飞秒激光脉冲对铝基材料表面接触角进行调控, 并对其浸润性转变机理进行了分析研究。结果表明, 经飞秒激光加工和时效处理后, 铝基材料表面最终稳定的浸润性状态与激光能量及时效时间相关。随着激光能量的增大, 表面接触角由70°转变为150°以上。对不同能量加工条件下的铝基表面形貌、粗糙度及化学成分进行了分析, 结果表明, 激光加工后的样品浸润性由亲水状态最终转变为超疏水状态。在不同脉冲能量区间均可得到超疏水表面, 但其表面微观结构存在非周期性或周期性结构的差异, 疏水性能的形成机理不同。

提出了一种利用纳秒光纤激光快速制备超疏水铝板表面的方法, 对样品表面的接触角和粗糙度进行了测量。烘烤处理激光加工后的样品, 得到了一系列具有不同润湿性能的铝板表面, 增加激光能量密度可得到超疏水表面。研究结果表明, 增加激光能量密度除了能提高铝板表面的粗糙度, 还会形成明显的微纳二级结构; 空气占铝板超疏水复合接触面总面积的90%以上; 纳秒激光诱导铝板超疏水表面是微纳结构和化学成分共同作用的结果。

为了研究阻尼橡胶材料与纳秒激光的相互作用，通过单脉冲激光进行刻蚀实验，观察了橡胶材料的损伤情况，分析了其损伤机理。结果表明，短脉冲激光能量作用于阻尼橡胶材料表面时，由于橡胶材料的热传导系数较低，激光能量所产生的热量将极大地集中在光斑区域内。在高温条件下，橡胶材料发生热裂解、老化等现象，所形成的孔洞内呈现出明显的蜂窝状的热烧蚀状态。随着单脉冲能量的增加，孔的深度和直径增大，且孔内的烧蚀状态更加明显。通过测量烧蚀直径和深度，计算了阻尼橡胶材料在13 ns激光单脉冲作用下的损伤阈值。利用有限元方法模拟了阻尼橡胶材料的单脉冲损伤过程，利用模拟结果再次计算了材料的单脉冲损伤阈值，与实验结果吻合较好。