提出了磁场辅助激光沉积类金刚石(DLC)膜技术, 在硅基底附近添加磁力线向基底收拢的磁场, 用以迫使侧向飞行的离子向基底靠拢并参与成膜。由于离子向基底的集中, 使其在膜层中含量大幅上升, 间接地减少了大颗粒的比例, 因此, 与无磁场条件下制备的DLC膜相比, 引入磁场不仅提高了DLC膜的沉积速率, 而且提高了其机械硬度; 更重要的是, 间接地证明了激光对靶材离化的高效性, 为脉冲激光沉积(PLD)结合磁过滤技术提供了可行性的依据。

提出了双激光沉积掺杂薄膜技术，利用准分子纳秒激光和飞秒激光分别烧蚀石墨和锗靶材，保持准分子纳秒激光的参数不变，而将飞秒激光的脉冲频率逐次由0提高至500 Hz，在硅基底上获得锗含量逐次增大的掺杂类金刚石膜。实验结果表明：随着锗掺杂量的提高，锗掺杂类金刚石膜的折射率略微增大，消光系数增大7.3倍；表面硬度呈近似的线性降低，降低幅度约为41.3%；内应力呈非线性减小并在某值趋于稳定，降低幅度约为78.1%。牢固度实验结果表明，锗掺杂量的提高可以增强类金刚石膜在基底上的附着性能，但不利于其对溶液的耐腐蚀性。研究结果为不同应用目的的掺杂类金刚石膜及其复合膜层的设计提供了实验基础，且研究方法具有很强的可扩展性，不仅仅限于实验所限薄膜范围。

激光温喷丸工艺(WLP)结合了激光喷丸强化(LP)和动态应变时效(DSA)的双重优势。为了研究不同工艺温度对IN718合金WLP 后高温表面性能稳定性的影响，选取不同温度条件下，即LP(25 ℃)和WLP(230 ℃、260 ℃、290 ℃、320 ℃)的IN718 合金为研究对象，通过高温保持试验和纳米压痕试验，以残余压应力、纳米硬度和弹性模量为表征指标，探讨了温度效应对WLP 后高温表面性能稳定性的影响。结果表明，随着WLP 工艺温度的升高，残余压应力呈递减的趋势；随着保温温度的升高，LP 和WLP 处理后试样表面残余应力释放幅度均明显增大，但前者释放速度更快；通过载荷-位移曲线可进一步确定温度效应对IN718 合金WLP 后高温释放行为的影响，且260 ℃下处理的WLP IN718合金表面在高温下具有更好的稳定性。

采用纳秒激光设备对灰铸铁表面进行激光喷丸微造型,制备出不同深度的微凹坑,通过对微造型前后试样表面的相关力学性能测试建立了激光能量与微造型特征(微凹坑深度、残余应力、纳米硬度、弹性模量)之间的对应关系,为获得能量加工参数的优化选择提供了依据。

介绍了纳米压痕测试技术的基础理论及纳米压痕法常用的Oliver -Pharr方法的计算原理。采用纳米压痕试验测得不同表面粗糙度的Li2O-Al2O3-SiO2微晶玻璃样品的纳米硬度、弹性模量和载荷-位移曲线。结果表明样品表面粗糙度会降低纳米压痕测试结果的稳定性、准确性和可靠性: 样品表面粗糙度越小, 测得的纳米硬度和弹性模量值波动越小, 载荷-位移曲线重合性越高。随着最大载荷的增大, 测得的弹性模量逐渐减小, 其原因是压痕边缘材料发生了塑形变形。在超光滑表面样品(Ra=0.9 nm)上测得较为准确的Li2O-Al2O3-SiO2微晶玻璃纳米硬度和弹性模量值分别为8.8 GPa和7.79 GPa。纳米压痕测试结果的重合度对于评价超光滑表面完整性研究具有指导意义。

采用直径为300 μm的激光光斑对TiN涂层表面进行微尺度激光喷丸强化处理以进一步提高TiN涂层的表面性能。利用光学轮廓仪和纳米力学测试系统测量了不同激光工艺参数作用下TiN涂层喷丸区域的表面形貌、纳米硬度及弹性模量分布。结果表明，喷丸区域形成的圆锥形凹坑最大深度约为12 μm，纳米硬度和弹性模量在喷丸中心处变化最大，并在一定范围内随着激光能量的增大而增大，当激光能量为250 mJ时，两者最大，分别达到5021 GPa和4028 GPa，与初始状态相比分别提高了140%和439%。

以Ar气作为工作气体，CH4作为反应气体，利用低压反应离子镀(RLVIP)技术在Ge基底 上成功制备出类金刚石(DLC)薄膜。通过拉曼光谱、Perking Elmer GX型红外光谱仪和Nano Indenter XP型纳米压痕硬度测试计分 别表征了类金刚石薄膜的微观结构、光学性能和机械性能。结果表明，类金刚石薄膜(ID/IG=0.918) 具有较高的sp3键含量，其硬度值达到28.6 GPa，弹性模量为199.5 GPa；单层膜系在8 ～ 11.5 m波段 的峰值透过率为63.6 %，平均透过率为62 %。

为了研究激光冲击强化对镁合金力学性能的影响以及不同激光冲击模式的效果,采用双束无叠加钕玻璃脉冲激光对AZ91镁合金进行冲击处理；冲击后在试样表面得到椭圆冲击斑，对光斑形貌和形状进行了观测分析，并与传统单点叠加冲击模式的结果对比。采用Triboindenter 纳米压痕仪测试了冲击和未冲击区域的纳米硬度，得到测量值分别为1.59GPa和1.47GPa；采用X2350A 型X 射线应力衍射仪测试冲击区域残余应力分布情况，并用有限元软件ABAQUS对残余应力进行了数值模拟，得到实验测量和模拟结果在加载区域都有高达-120MPa左右的残余应力分布，且模拟结果与实验结果一致。结果表明,采用双束无叠加冲击模式可以提高冲击效率；激光冲击处理提高了镁合金的纳米硬度和力学性能，增强了其抗外物冲击损伤和抗疲劳性能。