为了获得36MnVS4连杆裂解槽最优的切割质量，采用正交实验法对裂解槽进行了激光切割理论分析和实验验证，通过激光共聚焦显微镜测量裂解槽的深度、宽度、张角及曲率半径等几何尺寸，同时采用扫描电镜观测裂解槽底部微观形貌及热影响区的厚度，采用极差分析法得到了峰值功率、脉冲宽度、切割速率和脉冲频率对裂解槽几何尺寸的影响，并获得了最优实验参量组合。结果表明，裂解槽热影响区厚度皆小于100μm且裂解槽底部存在微裂纹及气孔，各参量组合对裂解槽宽度、张角及曲率半径的影响较小，对裂解槽深度的影响较大；脉冲宽度和峰值功率对槽深的影响较大，脉冲频率和切割速率对槽深的影响较小；优化后切割速率为1.0m/min，峰值功率为700W，脉冲频率为1000Hz，脉冲宽度为50μs。这一结果对实际生产具有重要意义。

为了研究超短激光脉冲与双液滴相互作用过程中的光学击穿和等离子体分布，基于麦克斯韦方程组和电离速率方程，构建了飞秒激光与双液滴的瞬态耦合模型，使用有限元分析方法，对飞秒激光辐照微米量级双液滴的自由电子密度和光场分布进行了计算，得到了双液滴结构对液滴光学击穿和等离子体变化的影响。结果表明，第2个液滴的击穿阈值约为同等条件下单液滴击穿阈值的35%；等离子体的形态和击穿点的位置随双液滴间距发生变化，且在聚焦区域产生纳米等离子体射流；第2个液滴对激光能量的吸收随着双液滴间距的增加而减少；当分别使用满足击穿阈值的光强入射，双液滴吸收的能量约为单液滴的3%；第2个液滴对激光能量的吸收随光强增大而增大，能量吸收比例最终趋于0.01，仅为单液滴的1.5%。该研究为激光诱导水击穿和激光在大气中的传输提供了一定的参考。

为了研究脉冲能量和烧蚀坑重叠率对7075-T6铝基板粘接强度影响, 采用纳秒光纤脉冲激光在粘接区域加工烧蚀坑阵列微结构, 通过表面形貌、剪切强度和断裂模式等实验参量对粘接效果进行了分析。结果表明, 脉冲能量对表面形貌、剪切强度及断裂模式几乎无影响; 随着烧蚀坑重叠率的增加, 表面粗糙度先增加后减小, 表面面积增加比一直增加; 与原始材料相比, 激光处理后剪切强度至少提升150%;当烧蚀坑重叠率为30%时, 粘接区域发生内聚断裂的面积最大, 剪切强度提升最明显; 脉冲能量为880μJ、烧蚀坑重叠率为30%时, 剪切强度为27.76MPa, 提升最大。该研究对激光烧蚀提高7075-T6粘接强度是有帮助的。

为了在Ti6Al4V表面加工不同的微结构，改变其润湿性，使其表面具有超疏水性，采用纳秒光纤脉冲激光对Ti6Al4V表面进行了微加工，研究了脉冲能量密度和扫描间距对点阵、线阵及网格3种微结构的表面形貌及润湿性的影响，建立了接触角与表面特征参量S_a, S_d的关系。结果表明, 脉冲能量和扫描间距对点阵、线阵及网格结构的表面形貌参量S_a, S_d均有所影响，且对网格结构的S_a和S_d的影响程度最大，线阵结构次之，点阵结构最小；激光加工Ti6Al4V后，其表面皆会发生从超亲水到疏水甚至超疏水的自发转变，不同的脉冲能量、扫描间距加工的微结构均对表面润湿性有不同程度的改善，其中网格结构对表面湿润性的改善最好，线阵次之，点阵最差；网格、线阵、点阵结构的最大及最小接触角分别为165°, 160.5°, 142.4°；132.9°, 97°, 94.6°，具有最大接触角的表面参量S_a, S_d分别为0.97μm, 1.38；1.62μm, 1.04；4.14μm, 2.39。该研究对改善Ti6Al4V表面润湿性具有一定参考意义。