柔性纳米多孔金属材料在柔性传感、柔性储能等领域具有巨大的应用前景。采用脱合金法、等离子体烧结法、热压法制备的纳米多孔金属材料具有较高的弹性模量和屈服强度,不能满足柔性器件的发展需求。为了解决该问题,通过采用高峰值功率的飞秒激光辐照具有良好柔韧性、导电性及抗氧化性银(Ag)纳米线的方法来制备柔性纳米多孔Ag材料。纳米压痕仪测试了柔性纳米多孔Ag材料的力学性能,实验结果表明,柔性纳米多孔Ag材料的力学性能随着飞秒激光辐照功率的增加而增强。此外,X射线衍射仪测试了柔性纳米多孔Ag材料的晶粒尺寸,发现柔性纳米多孔Ag材料的晶粒尺寸随飞秒激光辐照功率的增大而减小。最后,对飞秒激光辐照法、脱合金法、等离子体烧结法、热压法制备的纳米多孔金属材料的屈服强度进行对比分析,当纳米多孔金属材料的晶粒尺寸为50 nm时,飞秒激光辐照制备的柔性纳米金属多孔材料屈服强度最小(0.8 Mpa)。

为研究不同材料对法布里-珀罗(F-P)干涉声传感器性能的影响。采用几种不同金属材料, 设计制作了基于光纤端面—膜片非本征型F-P干涉声传感器, 利用有限元方法对圆形振动膜片进行模态分析, 得到了一阶固有频率。实验结果表明: 由金、锌合金材料制作的传感器可探测较低声压, 且传感器灵敏度较高、对外界声波信号响应成良好的线性关系。

激光中心温度探测是激光领域的一个重要课题, 直接影响着激光在工程技术中的应用。利用XL-800WF光纤传输多功能脉冲激光加工系统, 照射厚钢板, 得到钢板的熔化图。通过显微镜测量熔斑的直径, 从而计算液态钢的凝固时间。根据激光温度的扩散原理, 建立理想条件下钢板的热传导方程, 模拟出钢板的温度演化规律。结合凝固时间, 推导了XL-800WF光纤传输多功能脉冲激光中心温度的理论值。

将激光诱导击穿光谱(LIBS)用于锅炉受热面材料特性分析，选用受热面常用的珠光体耐热钢12Cr1MoV，并通过热处理工艺制备了不同硬度的实验样品。选择样品中基体元素Fe和合金元素Mn、Cr、V合适的分析谱线，对比分析了不同硬度条件下离子谱线与原子谱线的强度比和等离子体温度的变化规律。实验结果表明，由于等离子体冲击波特性差异和激光烧蚀质量的变化，导致了特征元素离子谱线与原子谱线强度比随着样品硬度的增加而增强，等离子体温度随硬度的增加而升高。

利用结合双温模型的分子动力学模拟方法，研究了飞秒激光与金属相互作用的烧蚀机制.采用中心波长为800 nm，能量密度从0.043 J·cm－2到0.40 J·cm－2不等，脉宽分别为70 fs和200 fs的激光烧蚀金属镍和铝材料.靶材的温度、原子位型以及内部压力随时间的演化展示了材料热物性参量特性和激光参量对烧蚀结果的影响.结果显示材料电子热传导率对飞秒脉宽激光下的影响仍然较大; 对比铝和镍的结果可知，铝的电子晶格耦合系数比镍的小，故电子晶格间的温度梯度持续时间较长; 铝的电子热传导系数比镍的大，所以材料上下表面电子温度耦合的时间缩短.铝薄膜表面在能量密度为0.40 J·cm－2激光烧蚀下呈现纳米尺寸的晶体结构.

利用拉曼光谱研究了45#钢激光淬火层的抗氧化性能和碳在淬火层内的状态，同时研究了镍基合金激光熔覆层内碳的结构形态转变和抗氧化性能。研究结果表明，45#钢中的碳主要表现为纳米非晶石墨和类金刚石结构，激光淬火可以明显提高45#钢表面的抗氧化性能并使碳颗粒细化。随着测试激光功率的增大，激光淬火层表面和次表面的拉曼光谱保持不变，而激光淬火层内部和基体的拉曼光谱发生非常明显的变化，出现了很强的α-Fe2O3的拉曼信号。这表明45#钢激光淬火层的表面具有非常优异的高温抗氧化性能。发现在激光熔覆Ni02合金层与基体的接合部非晶碳可以转化为金刚石结构。熔池底部高的温度梯度和快速凝固过程中在界面处产生巨大的瞬间压力，可能是在该区域内非晶碳直接转化为金刚石的主要原因。