研究了1.1 m大口径镀膜机热蒸发制备金属铝膜的膜厚均匀性问题，针对旋转平面夹具分析了夹具高度H以及蒸发源与真空室中心轴距离L对铝膜膜厚均匀性的影响。当 L=400 mm，H/L=1.10时，膜厚均匀性最好，不均匀性为9.614%，不均匀性随H/L的值增大而增大。当H=500 mm，H/L=1.47时，膜厚均匀性最好，不均匀性为4.487%，不均匀性随H/L的值减小而增大。进而引进了一个修正挡板函数，提出并设计了合适的修正挡板，膜厚均匀性由不加修正挡板时的17.8%改善到3.9%，从而解决铝薄膜厚度均匀性问题。

研究不同的工艺参数对Tedlar复合材料-铝薄膜(厚度为2 μm)表面形貌的影响,理论优化得到合理的工艺参数。研究结果表明,单位时间内极多数量飞秒激光脉冲的积累作用,使得铝膜表面的作用区域温度在极短时间内快速升高并超过铝的熔点和气化温度,表面铝膜最终被刻蚀去除;当激光功率增大到5.5 W时,界面处温度达到了513.19 K,超过了基底Tedlar材料的最高使用温度,并在基底材料表面烧蚀产生点坑;当扫描速度从350 mm/s增大至600 mm/s时,出现的间断点尺寸从1.2 μm增大到2.7 μm,造成激光刻蚀加工尺寸误差高于10 μm;在激光输出功率为4.0 W、光斑直径为40 μm和扫描速率为500 mm/s的工艺条件下,铝膜图形激光刻蚀后尺寸精度及相对位置精度均优于10 μm,满足技术要求。

应用二极管激光器对铝膜作为吸收层的聚碳酸酯进行了激光透射焊接实验, 以不同铝膜宽度为主要影响因素, 结合激光功率、焊接速度因素采用单因素实验法与响应曲面法相结合的方式对焊接工艺参数进行了优化, 得到了拟合方程及最佳焊接工艺参数组合, 重点分析了铝膜宽度与焊缝宽度的关系。采用COMSOL软件建立了基于铝膜中间层的有限元模型, 研究了焊接工艺参数作用下的温度场分布, 结果表明模拟焊缝宽度与实验焊缝宽度吻合。

提出并演示了一种基于单端探测的光纤传感器，可同时测量温度和折射率。微结构光纤探头由两个玻璃光纤微球拼接在一起，并在该探头的末端利用真空电子束蒸镀一层铝膜以增加反射，从而形成微球结构的马赫-曾德尔型光纤传感头。实验结果表明，该器件的温度灵敏度和折射率可分别达到50.77 pm/℃和-21.94 nm/RIU。这项工作提出了一种低成本、高分辨率的基于光纤方法实现的多功能传感应用。单端探测的马赫曾德尔型光纤传感器小尺寸的优势可应用到小体积气体的测量，而它的全二氧化硅设计提供了高温或化学严酷环境的兼容性。

为了获得某些材料在在高压条件下的物态方程, 制备了用于激光驱动状态方程实验的铁铝阻抗匹配靶, 研究了铁铝薄膜的精密热扩散连接技术。以冷轧铁薄膜和超精密加工铝薄膜为原料, 研究了热复合工艺条件对其表面形貌、结晶性能、连接界面等参数的影响。利用白光干涉共焦显微镜、X射线衍射仪、膜厚测量仪、扫描电镜等仪器对靶件的表面形貌、厚度、结晶特性、残余应力及界面成分分布等进行分析表征, 掌握了相关参数的变化趋势。据此优化工艺参数, 制备了高质量的铁-铝阻抗匹配靶。对成靶的测试结果显示, 其表面粗糙度小于100 nm、厚度一致性控制在100 nm以内、界面扩散层厚度约为200 nm, 且未观测到显微缺陷, 满足物理实验的具体要求。

基于应变梯度理论,提出了一种玻璃基底光栅铝膜本构关系的表征方法。建立了包含基底参数和铝膜参数的本构关系数学模型，并逐一表征了相关参数。进行了79 g/mm中阶梯光栅铝膜的纳米压痕实验，验证了上述本构关系表征过程的正确性。提出了光栅薄膜材料和基底材料都具有尺度效应的假设，并应用纳米压痕实验对铝膜的尺度效应和基底效应进行了实验表征。对光栅铝膜压痕实验与含基底压深实验的结果进行了比较，结果显示，在有无基底条件下，压痕结果在应力方向上相差0.8倍，在应变方向上相差3倍。进行了光栅刻划实验，结果显示压痕实验对刻划实验具有重要的指导作用。研究过程及研究结果表明: 理论分析和两种实验可有效地分析光栅刻划过程，有助于在实际光栅刻划过程中减小误差，对光栅刻划的工艺过程具有较好的理论指导意义。

为探索研究飞秒激光在材料中驱动冲击波的相关特性，采用激光脉冲频域干涉测试技术对脉冲宽度35 fs、脉冲能量0.7 mJ、功率密度1014 W/cm2量级的飞秒激光脉冲在200 nm厚铝膜中驱动冲击波的过程进行了实验测量。通过测量冲击波在铝膜中的渡越时间，获得激光脉冲在铝材料中驱动的冲击波平均速度约为6 km/s；通过对不同时刻铝膜自由面频域干涉场测量结果的分析，获得铝材料自由表面速度达1 km/s，根据平面冲击波的关系，推算其冲击压强达到9 GPa。