金刚石具有极高的硬度、良好的导热性、卓越的光学性能、高化学稳定性及良好的生物兼容性等优异性能,使其在精密切削工具、芯片散热、光学器件及生物等领域应用非常广泛。学者研究发现在金刚石表面制作高深宽比的微槽结构可以进一步提升金刚石材料的散热性能。但是由于金刚石极大的硬脆性、耐腐蚀和电绝缘性,所以给传统的机械和化学加工方法带来了巨大的挑战。高能束激光具有极高的能量密度,能够使被加工材料瞬间熔化、汽化甚至升华,使其成为加工金刚石微槽的主流方法。纳秒激光相比于超快激光,有更高的加工效率。虽然已经有大量的学者研究了纳秒激光加工金刚石,但是他们主要探索的是可见和红外波段的激光加工金刚石的材料去除机理和激光工艺参数优化。相比于可见和红外波段的激光,紫外波段的激光光子能量更大,加工的热影响区更小。因此,本论文采用紫外纳秒激光加工高深宽比金刚石微槽。目前,还没有学者系统研究紫外纳秒激光工艺参数对金刚石微槽深宽比的影响。单晶金刚石具有各向异性,所以晶向也是激光加工金刚石需要考虑的一个重要因素。本文主要系统研究了紫外纳秒激光工艺参数和晶向对加工高深宽比金刚石微槽的形貌以及微槽宽度、深度和深宽比的影响。最后,为了进一步提高激光加工金刚石微槽的效率,本文提出了金膜辅助紫外纳秒激光加工金刚石微槽的新方法,并且在金刚石衬底上制作了芯片散热用的金刚石微槽结构。本论文主要研究内容和实验结论如下:（1）系统研究了紫外纳秒激光的脉冲能量、扫描速度、扫描次数、重复频率和离焦量等参数对金刚石微槽的形貌以及微槽的宽度、深度和深宽比的影响规律。随着激光脉冲能量和扫描次数的增加,微槽的深宽比先快速增加,然后趋于稳定;随着扫描速度的减小,微槽深宽比逐渐增大;随着激光重复频率的增加,微槽深宽比先逐渐增大,然后趋于稳定;当离焦量从负值变化到正值时,微槽深宽比先增加后减小。在此基础上,优选出金刚石微槽较优的加工参数为:激光脉冲能量200μJ,扫描速度5 mm/s,扫描次数25,重复频率60 k Hz,离焦量-1 mm。利用优选出的工艺参数在CVD单晶金刚石上加工出了表面质量好并且深宽比最大为14.5的微槽阵列结构。（2）对比了紫外纳秒激光加工＜100＞和＜110＞晶向的金刚石微槽的形貌以及微槽的深度、宽度和深宽比。进一步计算了＜100＞和＜110＞晶向微槽的烧蚀速率和材料去除率。实验结果表明,＜100＞晶向微槽内部附着大量的石墨颗粒,而＜110＞晶向微槽内几乎没有附着的颗粒,相对比较光滑,石墨层更薄;在相同的激光条件下,＜110＞微槽的烧蚀速率和材料去除率总是高于＜100＞微槽;沿金刚石＜110＞晶向比沿＜100＞晶向加工金刚石微槽的深度和深宽比更大;利用前面优选的激光工艺参数沿＜110＞晶向在CVD单晶金刚石上加工出深宽比最大为15.7的微槽阵列结构。（3）研究了金膜对紫外纳秒激光加工金刚石微槽形貌以及微槽宽度、深度和深度比的影响。仿真结果表明,在金、钛、镍、铬、铜、银六种金属膜中,金膜和铜膜辅助紫外纳秒激光加工金刚石微孔的深度最大;当金膜厚度达到100 nm时,微槽的宽度和深度都达到最大值。进一步利用紫外纳秒激光在表面镀有100nm厚金膜的金刚石上加工微槽,结果表明金膜在一定程度上可以提高激光加工金刚石的烧蚀速率和材料去除率。利用前面优选的激光工艺参数并沿＜110＞晶向在镀有100 nm厚金膜的CVD单晶金刚石上加工出了深宽比高达为16.6的微槽阵列结构。此外,根据芯片散热需求,在3 mm厚的金刚石衬底上制造了表面宽度为200μm,平均深度为1573μm,平均深宽比约为8.0的微槽阵列。