飞秒激光经过将近30年的发展，脉宽压缩至接近单个光周期，峰值功率达到几百帕瓦。基于色散补偿原理的脉冲压缩技术以及啁啾脉冲放大技术成就了飞秒激光脉冲的超短脉宽和超高峰值功率。飞秒激光微加工经过将近20年的发展，加工精度可突破衍射极限达到几十纳米，并且几乎可以加工从生物组织到金刚石的各种材料。利用飞秒激光脉冲的超短脉宽和超高峰值功率的特性可以实现超精细“冷”加工。本文基于飞秒激光加工的特性研究了飞秒激光安全加工含能材料的关键物理参数并开展了飞秒激光加工含能材料替代物的实验研究。　　本文研究工作主要包括以下几个方面。　　1.在综述飞秒激光加工含能材料国内外研究现状的基础上，分析了国外现有研究成果的系统性和理论欠缺以及国内相关研究较国外的整体差距，提出了利用泵浦探测技术和飞秒数字全息技术研究飞秒激光加工含能材料动力学过程的方案以及确定飞秒激光安全加工含能材料的临界冲击压强和临界冲击温度的方法。　　2.在明确飞秒激光与物质相互作用过程中冲击压强概念的基础上，给出冲击压强的计算方法，利用飞秒激光烧蚀固体靶的时间分辨泵浦探测阴影图提取了冲击压强的绝对值;在大气环境中飞秒激光烧蚀铝、铜和硅靶的初始冲击压强分别为1019 Pa、1016 Pa和1021 Pa，真空中飞秒激光烧蚀硅靶的冲击压强为1011 Pa。　　3.在明确飞秒激光与物质相互作用过程中冲击温度概念的基础上，给出冲击温度的计算方法，利用飞秒激光烧蚀金属的双温模型提取了冲击温度的绝对值，基于非傅里叶热传导模型计算了冲击温度的分布。　　4.利用飞秒激光加工含能材料替代物，实验研究了飞秒激光在含能材料替代物表面刻线和打孔，研究了脉冲宽度、脉冲重复频率、脉冲个数、加工速率以及聚焦功率密度对加工结果的影响，得到了飞秒激光加工火柴和二氧化锰的烧蚀阈值以及飞秒激光加工火柴的燃烧阈值。　　5.对飞秒激光加工烈性炸药TNT的实验研究进行了展望，包括实验样品制备、相关实验方案以及期望获得的结果。