随着微加工和微系统技术的发展,表面微/纳米结构广泛应用于各种功能微系统的制备,因此在半导体、玻璃、陶瓷等各种难加工材料上高效制备高质量的微/纳米结构显得尤为重要。目前,微结构的制备方法主要是精密机械加工、微细电火花加工、光刻和激光加工等。相比较其他的制备手段,激光加工技术作为一种高度柔性和智能化的先进加工技术,有着非接触、能量精确可控、材料适应性广、质量优、节能环保等综合优势,但是激光加工的热效应在微结构的制备过程中留下了缺陷,具体表现为边缘重铸层严重、亚表面层微裂纹,这对器件的功能的实现会有显著的影响,所以研究一种新型的激光加工方法很有必要。本文以制备高质量的微结构为目标,采用激光诱导等离子体微纳加工(LIPMM)方法。分析到磁场具有调控运动带电粒子的作用,所以在激光诱导等离子体加工的基础上,深入的开展了磁控激光诱导等离子体微纳加工的研究。本文的创新点、研究内容和结论如下:(1)通过对比激光在空气(Air)中加工、液体辅助激光加工(Ethanol-Assist),LIPMM加工结果,阐明了激光诱导等离子体加工的优势,对比结果显示在重塑层和热缺陷方面LIPMM加工都得到了很大的改善。(2)考虑到磁场具有约束等离子体扩散的能力,可以保证激光诱导等离子体加工的稳定性,本课题提出并研究了相斥磁场调控激光诱导等离子体加工(MC-LIPMM)技术,重点分析了MC-LIPMM的材料去除机理。结果表明,在洛伦兹力的作用下,激光诱导等离子体的体积受到限制,获得了一种高质量的无热缺陷光滑微沟槽。(3)基于激光诱导等离子体加工的独特优势,本文首次提出了基于激光诱导等离子体的二次扫描加工方法,调控微槽截面形状并提升了微槽表面粗糙度。结果表明通过二次扫描的方法,能够有效调控微槽截面轮廓,且微槽表面粗糙度能够从数百纳米级别下降到百纳米以下。并建立了预测沟槽形状的半经验模型,从理论上解释了二次扫描截面轮廓变化和表面粗糙度改善的原因。(4)由于超短脉冲激光诱导等离子体微纳加工(LIPMM)的优点突出,本文首次通过超短脉冲激光诱导等离子体加工方式在NiP金属玻璃上成功制备得到了高质量的大表面微纳结构。实验通过设置不同扫描次数和扫描方式在样品表面制备得到了不同形貌的微结构,并对其形貌差异性进行了理论分析。并着重对比分析了空气中干烧蚀与LIPMM制备得到的微结构的成分及亚表面层质量差异,LIPMM能够有效降低空气中出现的碎屑重铸、氧化、微裂纹、微孔洞缺陷。同时从空气中制备得到微结构与附近区域沉积物的成分相似推测出空气中微结构主要由碎屑重铸形成,并分析了其结构表面微裂纹和孔洞的来源。总体而言,激光诱导等离子体微加工(LIPMM)具有在各种难加工材料表面制备高质量微/纳米结构的潜力,有望为各种微系统的制备提供新的加工手段。