利用皮秒激光器在镍铝青铜合金表面制备了具有不同微观形貌的微纳米复合结构,再通过硬脂酸进行表面修饰。采用扫描电镜和X射线衍射仪等表征了所得表面的形貌和化学成分。研究结果表明,经皮秒激光加工和硬脂酸修饰后,表面的接触角都达到150°以上。不同的脉冲能量密度下,试样表面的微观形貌和润湿性不同。随着脉冲能量密度的增大,修饰后的试样表面的滚动角逐渐减小,当脉冲能量密度为6.85 J/cm ²时,滚动角减小到7°,随着脉冲能量密度的进一步增加,滚动角又逐渐增大。耐蚀性测试结果表明:超疏水镍铝青铜合金表面具有更好的耐腐蚀性能。采用优化的工艺参数可以在镍铝青铜合金上加工出超疏水表面,有助于提高其耐腐蚀性能。

采用射频磁控溅射技术在Si(111)衬底上制备了多组分ZnO 基陶瓷薄膜，利用Nd∶YAG 激光器对多组分ZnO基陶瓷薄膜进行了激光冲击处理，研究了激光冲击处理对多组分ZnO 基陶瓷薄膜压敏电性能的影响。结果表明，激光冲击处理后，薄膜的晶粒尺寸显著减小，表面更加平整致密。薄膜的压敏电性能得到了不同程度的改善，其中非线性系数的提高幅度最大为65.2%，压敏电压降低幅度最大为38.92%，漏电流密度降低幅度最大为30.51%。薄膜中晶粒细化，晶格畸变加强，晶界处的界面态密度激增，导致薄膜非线性系数激增，从而有效改善了多组分ZnO基陶瓷薄膜的压敏电性能。

研究了飞秒激光辐照对GaAs/Ge 太阳能电池的损伤效应，利用光学显微镜和非接触光学轮廓仪表征电池表面损伤形貌，并用伏安特性测试系统表征电池辐照前后的光伏特性。分析了不同激光能量密度下，激光烧蚀对电池表面形貌及电学性能产生的损伤程度。实验结果表明，激光能量密度小于0.53 J/cm2时，仅损伤到减反射膜；随激光能量密度的增加，电池损伤深度不断增加，当能量密度为0.78 J/cm2 时，已损伤到电池发射区；电池性能参数如短路电流、开路电压、最大功率和填充因子随激光能量密度的增加而衰减，衰减幅度先增加后减小；在所有测试参数中，光电转化率的退化最为明显。飞秒激光辐照对太阳能电池具有破坏性的影响，这直接影响到电池的光伏特性。

为了获得激光切割参量对碳纤维复合材料的影响规律，利用额定功率为500W的毫秒脉冲Nd∶YAG激光器，分别进行了在空气中和水下切割碳纤维复合材料(CFRP)的实验研究。采用单因素实验法，考察了脉冲能量、频率、切割速度与气体压力等激光参量对切割质量的影响，获得了激光参量对切割CFRP材料切口的切缝宽度、正面纤维拔出长度、背面纤维拔出长度与锥角的影响规律，并对激光切割机理进行了分析研究。结果表明，水下切割能有效地减小激光切割产生的热影响区。这为继续开展激光水下切割CFRP的研究提供了参考。

为了研究激光冲击处理对ZnO压敏陶瓷电学性能的影响，采用Nd∶YAG激光器对ZnO压敏陶瓷进行激光冲击处理，利用压敏电阻直流参量仪（CJ1001型）测量材料电学参量和X射线衍射仪、电子扫描显微镜表征相组成及微观形貌，取得了激光冲击处理前后ZnO压敏陶瓷电学性能的实验数据。结果表明，ZnO压敏陶瓷经激光冲击处理后，电位梯度降低了15.6%；非线性系数大幅提高了43.4%；漏电流降低了50%；同时，ZnO压敏陶瓷相组成除高温烧结态（包括ZnO主晶相、Zn2.33Sb0.67O4尖晶石相以及β-Bi2O3相）外，而还出现了新相δ-Bi2O3相。新相的出现是材料电学性能变化的根本原因。

应用激光冲击强化处理技术, 对不同状态下Fe40NiCrSiAl合金材料进行了强化处理, 并对其硬度、弹性模量、摩擦系数和磨损特征进行了测试和分析。实验结果表明, 激光冲击处理轧制态Fe40NiCrSiAl合金, 其硬度提高了25.22%, 弹性模量提高了7.17%, 摩擦系数降低了13%, 以剥落磨损为主; 激光冲击处理轧制态Fe40NiCrSiAl合金后再进行退火处理, 其硬度下降了7.59%, 弹性模量下降了6.25%, 摩擦系数降低了13%, 以磨粒磨损为主; 轧制态材料经纯退火处理后, 硬度降低了21.65%, 弹性模量下降了28.58%, 摩擦系数基本不变, 以磨粒磨损为主。

为了研究激光搭接冲击时残余应力场的特征以及激光冲击参量对搭接区残余应力场的影响，采用高功率钕玻璃激光系统对TC4板进行了激光搭接冲击实验，同时利用有限元软件ANSYS对激光搭接冲击过程进行了模拟，残余应力场的数值模拟结果与实验结果取得较好的一致。结果表明，在不考虑各冲击参量之间交互作用的前提下，搭接区表面残余压应力值和残余压应力场深度随搭接率增加而增加,但达到一定阈值后,残压应力场深度会下降; 搭接区表面残余压应力值和残余应力场深度会随着功率密度的上升而增加;在脉宽小于一定阈值条件下,搭接区表面残余压应力随脉宽增加而增加,超过阀值之后,表面残余压应力减小，但残余压应力层深度一直是随着脉宽的增加而增加。

研究基于激光冲击诱导残余应力产生原理，把激光冲击诱导的最终稳定的残余应力看成激光冲击引起的残余应力与为满足平衡而产生的残余应力的代数和，提出了残余应力预测方法。通过激光冲击平板件的残余应力预测发现，模拟结果与实验结果十分接近。说明此方法可实现对工件全尺寸的残余应力预测，为后续的分析提供了条件。另外，对激光冲击处理圆角试样产生的残余应力进行了模拟研究，发现工件的形状对最终稳定的残余应力的分布存在影响，表现为表面应力值和残余压应力的深度发生了变化。说明此方法可能实现激光冲击处理任意形状工件的残余应力预测。

分别应用水和自制的自由约束层介质作为激光冲击强化处理的约束层材料,利用脉冲时间为20ns,波长为1.06μm,冲击功率为35～40J,冲击光斑尺寸为5mm的Nd:Glass激光器,对304不锈钢进行了激光冲击处理.首先,利用Taylor Hobson形貌测量仪测量了使用两种不同约束层材料激光冲击处理后冲击强化区的形貌;其次,对激光冲击处理后304不锈钢试样上的自由约束层的破坏行为进行了观察和分析.通过对实验结果的分析与比较,发现使用不同约束层材料对激光冲击强化处理的效果是不相同的.此外,对使用不同约束层材料对激光冲击处理结果影响的机理进行了理论探讨.

数值模拟是预测激光冲击残余应力场、研究激光冲击参数对残余应力场影响的一种有效方法。采用显式动力有限元软件ANSYS/LS-DYNA对激光冲击处理(LSP)40Cr钢残余应力场进行三维数值模拟; 建立了激光冲击处理40Cr钢残余应力场有限元分析(FEA)模型,实现了激光冲击处理40Cr钢残余应力场的数值模拟; 模拟研究了激光功率密度、激光脉冲持续时间、激光光斑尺寸对40Cr钢残余应力场的影响。数值模拟结果表明,残余应力模拟值与实测值之间有着较好的一致性; 在激光脉冲持续时间一定的条件下,要想获得最大的表面残余压应力,存在一个最佳的激光功率密度; 在激光功率密度一定并且脉宽大于45 ns的情况下,表面残余压应力随激光脉冲持续时间的增加而减小; 在激光功率密度、激光脉冲持续时间一定的条件下,表面残余压应力随光斑直径增大而增大。