在材料表面制作微结构有许多应用,比如改变材料的颜色、改变材料的疏水特性、改变材料的粗糙程度,但对于单晶硅而言最为重要的应用是改变材料的光学特性。本文总结了能够在材料表面形成微结构的方法,详细介绍了利用超短脉冲激光制备单晶硅表面微纳结构的过程和机理,并对飞秒激光烧蚀单晶硅表面微结构的过程进行了进一步的实验研究。利用飞秒脉冲激光照射单晶硅表面,达到一定阈值后,在其辐射区域会自发形成微纳结构；这种微结构一方面导致硅表面受光面积增大,另一方面使得入射光在相邻结构的侧壁间多次反射,形成所谓的“陷光效应”,促进材料对入射光的吸收或透射；另外微结构的形成使空气与材料基底交界面处的折射率突变转化为折射率渐变,从而降低了反射率。本文对飞秒激光烧蚀形成单晶硅表面微纳结构的过程进行了详细的研究,重点研究了脉冲个数、扫描速度以及偏振方向等激光参数对微结构的形成过程的影响,以及不同激光参数下硅表面形貌的变化规律,并在特定参数下形成了多孔硅微结构。针对传统激光加工方式形成的表面微结构分布杂乱、可控性差等缺点,为了得到分布规则均匀,周期可控的硅表面微结构,我们提出了利用多光束干涉的办法对辐射激光的场分布进行调制,从而实现对微结构的特征的控制。利用纯相位空间光调制器对飞秒激光的空间相位进行调制,从而实现了多光束干涉,得到了分布特征和周期都可控的空间二维点阵。利用聚焦的空间点阵在单晶硅表面烧蚀得到规则分布的凹坑状结构,并通过改变附加给空间光调制器的相位实现了对微结构分布特征及间距的控制。扫描电子显微镜(SEM)和分光光度计分别对结构的形貌特征和光学特性进行了测量。结果表明：采用底角为2°的四棱锥镜相位形成四光束干涉,并通过10×物镜聚焦,在激光功率25mW,曝光时间30s时,可以形成间距约为3.3μm的密排凹坑微结构；所形成的凹坑结构具有良好的减反效果,对1.2μm-2μm近红外波段的透过率相对抛光硅平均提高了11.5%。最后对所做工作的详细总结,分析了工作中取得的成绩和需要改进之处,并提出了本课题有待于进一步深入研究的问题。