皮秒激光具有高的脉冲能量、超短脉宽和高重频等优点，在加工硬脆性材料方面有独特的优势，皮秒激光脉宽接近于电声弛豫时间，足以对材料进行“冷加工”。与纳秒激光相比，皮秒激光的峰值功率更高、加工热影响更小，同时拥有接近飞秒的加工精度且皮秒激光结构简单、性能稳定。因此成为近年来微加工领域的研究热门。探究皮秒激光加工硬脆性材料的烧蚀机理以及微孔加工工艺，对于皮秒激光的工业化应用具有指导意义。本文的研究内容包括　　(1)使用双温方程分析了不同脉宽下激光加工金属的烧蚀机理，并通过改进的双温模型对皮秒加工半导体热效应进行了分析计算。在能量密度为81J/cm-2时，载流子峰值浓度接近5×1021cm-3，因此需要考虑载流子效应;分析了载流子温度与晶格温度随时间变化的规律，并揭示了这种规律在实际加工过程中对材料的影响。　　(2)用环切法在厚度0.4mm单晶硅片上进行打孔工艺实验，结果表明，当环切速度为0.5mm/s，切割边缘热影响区最小;离焦量d=0时，小孔锥度最小为2％。皮秒激光在烧蚀单晶硅片过程中，硅在高温情况下发生氧化反应，氧元素含量为17.65％。小孔重铸层厚度约3μm，皮秒激光加工微孔几乎没有热效应带来的细微裂纹，硅基底机械性能良好。　　(3)在厚度0.6mm的玻璃上划线刻槽，结果显示小孔效应导致单线切割方式无法对0.6mm玻璃打通孔。实验用递进式扫描切割方法制得直径2mm的通孔，在圆环间隔宽度30μm、环切速度300mm/s、离焦量d=0时小孔边缘质量最好，锥度最小。小孔在横向和纵向上的锥度约10％，边缘有20μm的裂纹损伤区域。小孔剖面观察到周期性条纹，条纹波长λ=100μm，条纹振幅a=15μm，条纹的生成与温度梯度有关。