采用激光选区熔化（SLM）技术成型CoCrMo合金标准样件，并将SLM成型的CoCrMo合金和铸造CoCrMo合金分别与超高分子量聚乙烯（UHMWPE）样件配副进行摩擦磨损实验。实验结果表明，在干摩擦、生理盐水、人工唾液和小牛血清4种润滑条件下，SLM成型的CoCrMo合金摩擦系数均小于铸造CoCrMo合金。另外，不同润滑条件下，SLM成型的CoCrMo/UHMWPE和铸造CoCrMo/UHMWPE的磨损机理不同。

用波长为532 nm的调Q倍频激光器作为光源，对非晶硅太阳能电池板进行高速激光划线实验。通过原子力显微镜对不同激光扫描速度下划线蚀刻深度、热影响区尺寸、切口倾角以及线能量密度等进行测量，分析了划线效果对电池效率的影响。结果表明，当扫描速度为0.3 m/s时，划线效果较理想。

以硅基板镀制单层HfO₂薄膜前后的表面微观形貌的变化为例，开展了光学表面功率谱密度的计算及表征研究。首先给出了一维功率谱密度(PSD_1D)、二维功率谱密度(PSD_2D)以及各向同性功率谱密度(PSDISO)的计算方法和具体步骤。然后使用原子力显微镜测量了硅基板镀膜前后在1 μm×1 μm、5 μm×5 μm、10 μm×10 μm、20 μm×20 μm四种扫描尺寸下的表面轮廓。在此基础上使用MATLAB编程计算得到这四种扫描尺寸下的PSD_ISO，对这些PSD_ISO使用几何平均算法拼接得到具有足够大频率范围的PSD_ISO-Combined。结果显示，硅基板镀膜前后的PSD_ISO-Combined在低频段基本相同，中高频段出现了明显差异。分析指出这是由镀膜后表面柱状晶体结构引起的。提出了对PSD_ISO在频域上积分得到表面均方根粗糙度σ_ISO，再同由定义式计算得到的σ_STD作对比的方法。计算得到的σ_ISO与σ_STD基本相同，验证了PSD_ISO计算方法的准确性。

单点金刚石车削技术被广泛应用于光学表面的超精密加工。然而，车削表面固有的周期性残留刀痕结构将增强表面散射效应，恶化元件光学性能。为了抑制散射以获得高质量光学表面，采用气囊抛光技术主动改变车削表面周期性刀痕结构。基于Taguchi正交试验，以表面粗糙度及功率谱密度的改善率为设计指标，分析获得了最优抛光参数。采用该最优参数对一精车表面进行了抛光试验，抛光后表面粗糙度Ra 由3.81 nm 降到1.42 nm，各空间频率功率谱密度大幅降低，同时表面的衍射条纹消失。试验结果验证了所采用的抛光及相应优化方法的有效性，具有重要的工程应用价值。

三维（3D）测量方法较二维（2D）测量能更全面地反映零件真实形貌的几何形状信息, 其参数统计特性好, 具有稳键性。提出了基于数字图像处理技术的测量零件表面粗糙度的三维测量方法, 并构建了表面粗糙度三维测量系统。对从数码相机所采集的图像进行了中值滤波、灰度平衡、直方图变换增强等处理, 并计算了平磨加工的五种不同粗糙度等级试验样块的三维参量, 对其均值m, 方差σ, 表面均方根偏差Sq, 陡峭度Sku和轮廓算术平均偏差Ra相关性进行了讨论。试验表明, 平磨加工样块的三维参数m, σ, Sq随Ra值的增大而增大, 而参数Sku与Ra无明显相关性。

对不锈钢SUS304板料进行了激光喷丸成形的可视化数值模拟分析和实验研究。以有限元分析软件ABAQUS/CAE为平台,通过建立的激光喷丸过程冲击波加载的转换模型,把脉冲激光能量转换成冲击波压力,利用用户子程序解决了脉冲激光束连续逐点喷丸板料变形的轨迹控制,实现激光喷丸板料动态变形过程的可视化。通过所建立的模型,对脉冲激光喷丸后材料表面的微观塑性流动过程进行了分析,研究了表面微观形貌的变化。

本文研制了基于激光光栅显微投影法的表面微观形貌测量系统。该系统由激光器 ,CCD ,两个显微物镜 ,图象采集卡 ,计算机和数据处理软件组成。两个显微物镜一个用来将光栅进行缩小投影到被测物体的表面上 ,形成被被测物体表面高度所调制的条纹 ;另一只显微物镜则将被调制的条纹图像成像到CCD的靶面上 ,CCD采集的图像输入到计算机中进行相关计算而得出被测表面的微观形貌。本文介绍了该系统的测量范围和分辨率计算方法 ,并对实验数据进行了可靠性分析。结果分析表明 ,该系统能可靠地测量物体的表面微观形貌。