采用中心波长800 nm、脉宽130 fs、频率1 kHz的飞秒激光脉冲对316L不锈钢样品，在高真空环境中进行了微结构制备研究。实验获得了飞秒激光对316L不锈钢的单脉冲烧蚀阈值；并分别对高于和低于能量阈值的激光在多次脉冲下激光能量的累积效应进行了实验研究。实验结果表明：高于阈值的单脉冲能量100 μJ，随着脉冲次数的增加，分别获得了亚微米级激光诱导周期性表面结构（LIPSS）、微米级波纹结构和微米级锥状钉结构；低于阈值的单脉冲能量20 μJ，在累积脉冲下也能获得LIPSS和微米级波纹结构。

为了研究材料表面微结构对其抗凝血性能的影响，利用纳秒激光在人工心脏瓣膜材料热解碳的表面进行微加工的方法，产生了具有周期性的微坑、微光栅阵列结构。通过扫描电镜、X射线衍射仪和接触角测量仪对样品结构、表面成分、表面能进行表征，并测试了改性后热解碳表面的抗凝血性。结果表明，激光加工后的微结构表面和光滑表面化学成分相同，且微结构表面具有超疏水性，表面能很小; 与光滑表面相比，微结构表面粘附较少的血小板，而且较少团簇及变形，表现出较好的抗凝血性能。这一结果对人工心脏瓣膜进行表面改性以提高其抗血栓性能具有很大的帮助。

为了寻求激光加工的最佳工艺参量，采用纳秒激光在人工心脏瓣膜材料热解碳的表面加工微细结构，分析脉冲能量、激光扫描次数、脉宽、扫描速率、扫描间距对热解碳消熔规律的影响。根据热解碳的消熔规律构建了3种微结构模型；根据经典超疏水Cassie理论，分析了热解碳表面发生超疏水的条件，计算出在单位面积上，经硅烷化的热解碳表面微结构占总面积的百分数小于20%，表面就可产生超疏水性。以表面接触角值为实验指标，采用正交实验法优化出了激光诱导热解碳表面周期性结构的最佳实验方案，设计了6组实验参量，成功地在热解碳表面构建了凹坑阵列、平行光栅、乳突阵列微结构。结果表明，6种微结构表面硅烷化后都具备超疏水性。这对制备具有抗凝血性的人工心脏瓣膜表面具有很大帮助。

利用纳秒激光微加工技术在316L不锈钢表面制备了微孔阵列结构，实现了金属表面200~900 nm波长范围内光波的吸收增强。获得的微孔结构的直径和深度取决于激光的单脉冲能量和累积脉冲数。单脉冲能量相同时，随累积脉冲数的增加，孔深/孔径比增加，脉冲次数超过1200时，比值趋于稳定。相同累积脉冲数条件下，单脉冲能量越小，孔深/孔径比越大。通过表面光反射率测试对微结构的陷光性能进行了评价，在微孔投影面积占总面积的比例相等、脉冲次数相同的条件下，单脉冲能量越小，所得微孔阵列结构的陷光能力越强。初步探讨了微孔结构特征的形成原因，以及微结构在提高金属表面陷光性能中的作用。

在常压环境下采用联合体驱使生长(Aggregation-driven growth)法在镀有ZnO纳米薄膜的医用盖玻片衬底和锌箔上制备了不同直径、高取向、密集生长的ZnO纳米棒阵列结构, 发现平均直径与生长时间呈线性关系。X射线衍射(XRD)谱图中出现了较强的(002)峰, 表明制备的纳米棒阵列具有高度c轴择优生长取向; 高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和选区电子花样衍射图谱(SAED)结果表明我们得到的单根纳米棒为沿(002)生长的单晶结构。分析确定盖玻片上的纳米棒阵列是以ZnO纳米薄膜缓冲层上的ZnO种子颗粒为成核点生长形成的。

在550 ℃下，采用化学气相沉积(CVD)法在镀Au(10 nm)的Si(100)衬底上，制备了ZnO一维纳米钉阵列结构。X射线衍射(XRD)谱图中只显示了(002)衍射峰，其半峰全宽为0.166°，表明制备的纳米钉阵列具有高度c轴择优生长取向的特点和较高的结晶质量，高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和选区电子衍射图(SAED)谱的结果表明所得到的单根纳米钉为沿(002)生长的单晶结构；同时，对一维纳米钉阵列的生长机理进行了分析。结果表明：由于Si与ZnO之间大的晶格失配度，首先在Si表面沉积一层富Zn的ZnOx薄膜缓冲层，然后通过VLS机理中的底端生长模式生长成为纳米钉阵列结构。

通过1 kHz的飞秒脉冲(脉宽130 fs, 中心波长800 nm)对厚度为60 μm的不锈钢65Mn表面进行飞秒微加工, 通过拟合得到65Mn的消融阈值为0.5 J·cm-2。 研究了飞秒激光作用下表面形成的多种微结构, 其中包括纳米孔及纳米柱状物。 同时讨论了激光能量和作用脉冲个数对微结构形成的影响。 随着周期波纹结构的形成, 发现在各种能量和脉冲个数条件下, 周期结构的周期约为入射脉冲的波长。 相同的激光功率下, 在不同加工速度和加工次数下对不锈钢进行表面微加工, 得到了规则的圆孔阵列结构。

飞秒激光微加工薄膜对于MEMS设备的制造是一个急需的技术。 文章使用波长为775 nm的Ti: sapphire飞秒激光器(脉宽约为130 fs, 频率为1 000 Hz)研究厚度为4 μm的Au薄膜, 在不同加工参数下的结构特性, 发现单脉冲消融时消融直径随着脉冲能量的增大而增大。 当单脉冲能量一定时, 消融直径随着脉冲的个数变化不大。 计算得到Au膜的单脉冲消融阈值为Ｆｔｈ＝0.7 J·cm-2, 使用脉冲能量略大于阈值时, 在薄膜上所划出的线为凸起状; 当超过阈值时所得直线为凹起状。 同时发现在脉冲能量一定时所得线宽随着加工速度的增加而减小; 当加工速度一定时线宽随着能量的增加而增大。

为了解决难成形材料微构件成形困难,采用脉冲固体激光器对铝合金微型件进行了辅助加热实验研究,同时利用有限元软件ABAQUS建立了基于激光加热的微镦粗圆柱形工件的热力耦合有限元模型,对激光加热后的温度场分布和微塑性成形过程进行了模拟研究。结果表明,工件在激光功率800mW,加热时间0.08s,光斑半径0.1mm下的温度场分布呈卵圆形,在短时间内温度场基本趋于均匀化,激光加热下的微塑性成形应力比常温下降低了30％左右。这一结果对提高微塑性材料的成形性能和完善微热及微温成形工艺是有帮助的。

近红外飞秒激光脉冲持续时间短、瞬时功率大、聚焦尺寸小和低吸收的特点,在细胞生物学领域有着广阔的应用前景。简述了3种不同类型的飞秒激光在细胞手术过程中的作用机理,介绍了飞秒激光手术在细胞生物学领域中的一些研究成果,如细胞骨架动力学、活细胞内细胞器手术、细胞膜工程、光动力学、生物活体实验及相应的应用。