目前，微加工和精加工技术的迅速发展对微型化加工技术提出了更高的要求：将加工尺度提高到微米甚至纳米级，并且能够在材料内部实现三维立体微加工。飞秒激光可以突破衍射极限的限制，打破了加工极限，是当前先进制造技术的热点。本文综述了飞秒激光加工的发展历程和机理，并从库仑爆炸模型、微爆炸模型、色心模型以及双光子电离模型等方面对激光加工机理进行了阐述。对于飞秒激光的超快作用过程，仿真是分析加工机理、研究激光与材料作用过程的主要手段。分析了飞秒激光仿真所采用的双温模型、分子动力学模型及复合模型的特点及其适用范围，为飞秒激光加工的理论研究提供依据。最后指出了目前飞秒激光加工技术存在的问题，并对该技术的发展进行了展望。

结合双温模型的分子动力学模拟方法，研究了飞秒激光脉冲辐照B2结构镍钛合金时烧蚀阈值附近的靶材蚀除机制，数值模拟了中心波长为800 nm，脉宽为100 fs，能量密度为25~50 mJ/cm2的激光与90 nm厚B2结构镍钛合金薄膜相互作用过程。确定了脉宽为100 fs的脉冲激光与镍钛形状记忆合金相互作用的烧蚀阈值，发现烧蚀阈值条件下，靶材的蚀除机制是单纯基于应力作用的机械破碎;烧蚀阈值附近，未蚀除靶材受热影响发生无序化相变的区域较小，且随激光能量密度的降低而减小。 提高激光功率密度，烧蚀同时呈现热机械蚀除和机械破碎机制。