极紫外光源在半导体制造中的掩模检测、显微成像以及光谱计量等环节中有着重要的应用。激光诱导放电等离子体是产生极紫外光源的重要技术手段之一，搭建了一套二氧化碳激光诱导放电产生锡等离子体的实验装置，对产生的极紫外光谱进行了收集探测，并结合辐射磁流体动力学模拟对极紫外的辐射特性进行了分析。实验对比了激光等离子体和放电等离子体的极紫外辐射特性的区别，发现放电电压对激光诱导放电等离子体极紫外光的带内辐射强度有着重要影响。模拟发现，当电压为15 kV时，极紫外辐射总能量达到65.0 mJ，转化效率达到0.23%，光谱纯度达到1.69%。

为了研究激光诱导放电等离子体的膨胀特性，建立了一套基于脉冲CO2激光诱导锡靶放电等离子体极紫外光源装置，采用增强型电荷耦合器件对羽辉进行拍摄，并采用1维真空电弧模型对实验结果进行了理论说明。实验中改变放电电压和激光能量，得到了不同条件下时间分辨的羽辉图像。结果表明，在激光能量140mJ、放电电压10kV的条件下，获得了稳定的放电等离子体；等离子体的羽辉形态与电流存在对应关系，经历了形成、膨胀、收缩、再次膨胀和消散的不同阶段，放电电压和诱导激光能量对羽辉大小、稳定性和形成时间有影响。此研究有助于提高激光诱导放电等离子体光源的稳定性以及极紫外光的输出功率。

为了增加激光诱导放电坑强化层深度，同时考虑降低由于表面严重气化导致能量的损耗，研究了激光诱导组合脉冲放电的技术。采用多激光诱导放电的方法，通过在脉冲放电过程中增加脉冲激光个数，来增强通道后期激光诱导的能力；采用增加放电脉冲个数的方法，通过控制加工点的温度来控制放电能量的输入方式，减少能量的集中度，来增加强化层深度。结果表明，通过增加诱导激光脉冲个数，放电坑直径从原来的690μm 降为652μm，强化层深度从85μm增加到100μm，通过将1个单脉冲改为一定间隔的3个子脉冲，放电坑直径降为653μm，强化层深度增加到92μm。该方案适合机械部件的表面强化加工。

研究了激光诱导放电(LGD)材料表面离散处理的机理和加工方法。在机理研究中发现激光诱导在大尺度上(放电点间隔)和小尺度上(放电点内部)都抑制了放电的随机性,实现了放电点位置的设定,增加了强化深度,提高了放电点的一致性。在LGD表面毛化研究中,发现随着峰值电流的升高,毛化坑凸起高度和毛化表面粗糙度(SRa)随之增大,毛化坑凸起的硬度达到1000 HV。在LGD表面强化研究中,发现通过控制放电电流和脉冲宽度能够获得不同径深比的强化点横截面形貌。在长脉冲宽度下强化点的径深比相似,高电流下的强化点直径更大,强化层更深,低电流则相反。在短脉冲宽度下强化点的深度相似,而高电流的径深比更大,低电流则相反。

实验研究了YAG激光诱导放电(LGD)表面离散强化形貌,包括强化点的表面形貌和横截面形貌。利用放电过程中的电弧压力,对强化点表面进行造型。大电流、倾斜放电容易将熔凝物吹起形成凹坑和突起,表面起伏更加明显,而小电流、垂直放电则能得到平坦的表面,有利于增大强化深度。随脉冲宽度的增加,强化点的径深比逐渐变小,在相同强化深度下,小电流、长脉冲宽度可以获得小径深比、厚深状的强化点,而大电流、短脉冲宽度可以获得大径深比、扁平状的强化点。在现有实验条件下,在电流150 A,脉冲宽度9.83 ms下得到最大强化深度为0.479 mm,径深比为3.9。

采用45#钢作为工件电极,钨合金作为工具电极,在不同放电电流、放电脉宽条件下,于空气中进行了单脉冲激光诱导放电实验。从表面形貌照片来看,放电点大致为圆形,坑表面较平坦,随着放电脉宽、放电电流的增大,强化点坑径、坑深随之增大。通过对实验数据的拟合,得到了强化点坑径、坑深随放电电流和放电脉宽变化的经验公式。获得的经验公式拟合效果好,相关系数高,可用来指导加工工艺的优化设计。

从机理上讨论了激光诱导放电采用阴极性放电可改善放电坑形貌,并从实验上得出放电坑直径在不同放电介质下随放电脉宽的变化关系.当工件表面涂层为聚四氟乙烯时,研究了放电坑由单坑变为多坑形貌的原因是电脉冲后期通道中电子供给不足,电弧由聚集型过渡到扩散型,导致阳极斑点不稳定.

研究在空气中使用1.06μm YAG激光诱导放电打孔的方法.在不同的放电脉宽下进行激光诱导放电打孔的实验,比较了激光打孔和激光诱导放电打孔两种方法,指出了激光诱导放电打孔的优点.