飞秒激光精微烧蚀是一种新型的精密加工方法。本文研究了飞秒激光烧蚀面齿轮材料18Cr2Ni4WA的电子亚系统和晶格亚系统的能量耦合作用，建立了双温模型，采用有限差分法分析了脉冲宽度、平均功率对电子温度和晶格温度的影响规律。结果表明：当电子与晶格达到热平衡，且电子温度和晶格温度超过材料的熔点时，齿面产生烧蚀；当电子和晶格的温度均高于材料的沸点和相爆炸温度时，主要通过相爆炸实现材料的去除；材料烧蚀深度一般为40 nm左右，避免了热效应对表层质量的影响。采用飞秒激光微加工系统进行实验研究，得出了能量密度呈高斯分布的飞秒激光烧蚀材料18Cr2Ni4WA的单脉冲烧蚀阈值为0.29 J/cm²；分析了平均功率和脉冲数对烧蚀形貌的影响。通过研究飞秒激光精微加工材料18Cr2Ni4WA的烧蚀特性，为提高面齿轮的加工质量提供了技术基础。

基于脉冲累积效应对纳秒激光精微烧蚀18Cr2Ni4WA钢进行传热分析, 并在MATLAB中进行温度场仿真; 采用波长为532 nm、脉宽为8 ns的纳秒脉冲激光对18Cr2Ni4WA钢进行烧蚀实验, 分析了脉冲累积下热传导过程; 采用单元素法分析激光能量密度、脉冲数对靶材表面几何形貌的影响规律, 并将靶材表面损伤区域分为激光烧蚀区域和热影响区域。实验结果表明: 烧蚀凹坑半径随脉冲数的增加而增大, 但半径的增大不是持续的; 在激光单脉冲能量40 mJ、10个脉冲数下, 靶材表面的机械划痕因质量流动而去除, 达到相对平整的形貌。本文对探索合金钢烧蚀特性有参考意义。

激光修正技术是一种采用高能量密度激光对齿轮表面进行微加工的新型加工方法。基于傅里叶能量吸收现象,考虑能量累积、蒸发等效应,建立纳秒脉冲激光微修正的动能量热模型,通过仿真分析了纳秒激光修正齿轮材料20CrMnTi温度场的演变规律,观察了修正表面烧蚀坑的形貌,测量了烧蚀坑的深度和拉曼光谱。实验不仅证实了动能量热模型的正确性与可行性,也为纳秒脉冲激光微修正齿轮的研究提供了理论指导。