为探究飞秒激光烧蚀金刚石的烧蚀特征及机理，进行了飞秒激光加工CVD单晶金刚石实验及温度场仿真模拟研究。研究了飞秒激光能量密度、扫描速度、扫描次数对金刚石烧蚀区内纳米结构的影响。研究表明，金刚石被加工区域出现了沿着110晶向的微裂纹，在微槽边缘区域形成了周期为100~230 nm的纳米条纹，微槽中心区域形成了周期为460~640 nm的纳米条纹，且纳米条纹的形貌与激光加工参数密切相关。通过实验获得了金刚石的烧蚀阈值为3.20 J/cm²，且当激光能量密度为24.34 J/cm²时，金刚石的烧蚀速率为44.8 nm/pulse，材料去除率为4.34×10^-10 g/pulse。拉曼检测发现，微槽底部的金刚石发生了石墨化，理论计算的石墨层厚度为11.1 nm。根据不同激光能量密度下拉曼峰的频移计算飞秒激光辐照后金刚石微槽内的残余应力，当激光能量密度增加至24.34 J/cm²时，残余拉应力增大至1 389 MPa。温度场仿真结果表明，飞秒激光加工金刚石的材料去除主要是以金刚石升华为主，且飞秒激光辐照能量大多集中在金刚石的表层，几乎不会通过热传导扩散到金刚石内部。

Gamma（γ）分析是剂量验证、剂量分布比较最重要的手段，由于不同剂量分布的坐标系定义/方向，基准点设置不一致，进行γ分析时往往要对待比较的剂量分布进行对齐，而目前常用的γ分析软件的对齐手段简单，在处理大照射野剂量分布时有显著错误，严重影响了剂量分析比较的准确性。二维剂量分布对齐的要求是在只进行平移、旋转等空间变换，从而达到两张剂量图上相应剂量点的空间位置一致。因为不同点之间的距离在对齐过程中必须是不变的，所以，本研究将对齐问题转化为刚性配准问题。本文采用基于归一化互相关的刚性配准方法，将治疗计划系统计算的剂量分布图与实际测量的剂量分布图进行配准，并输出配准后相应的平移量。选取36组计划系统和实测中心点一致的pinnacle³治疗计划系统设计的静态调强质量保证数据，其中，18组为小照射野，另18组为大照射野，使用PTW VeriSoft软件分别计算其在3%/3 mm、3%/2 mm、2%/2 mm通过标准下γ通过率。对于小照射野，直接计算与VeriSoft对齐后和刚性配准后的不同标准γ通过率结果均基本相当，其中在3%/3 mm通过标准下，VeriSoft对准后和刚性配准后与直接计算的γ通过率平均差异分别为0.5%和0.3%。对于大照射野，与直接计算的γ通过率结果相比，18组病例在VeriSoft对齐后于3%/3 mm、3%/2 mm、2%/2 mm通过标准下的γ通过率平均差异分别为17.1%、23.3%和28.3%，均呈现较大差异。而刚性配准后与直接计算在3%/3 mm、3%/2 mm和2%/2 mm标准下γ通过率的平均差异分别为0.4%、1.1%和2.3%，平均差异均较小。刚性配准解决了VeriSoft在处理大照射野剂量分布时存在显著错误的问题，其可以作为放射治疗计划剂量验证时一种适用于不同照射野剂量分布对齐的方法。