针对在生物医学和微流控分析等领域需要将陶瓷与高透明度热塑性聚合物实现连接的特殊需求,本研究提出了一种预先在氧化铝陶瓷表面进行脉冲激光微织构造型,再进行激光透射连接聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）与氧化铝陶瓷的方法,成功实现了陶瓷与热塑性聚合物的高强度连接。本文通过实验和数值模拟研究了PMMA与陶瓷激光透射连接性能及其机理。本研究的主要工作和成果如下:（1）对氧化铝陶瓷进行表面预处理,使用纳秒脉冲激光在氧化铝陶瓷表面进行盲孔微织构造型,光斑沿同心圆轨迹移动,通过旋切法气化烧蚀陶瓷材料,生成圆锥状盲孔,超景深显微镜下观察发现盲孔织构表面存在不规则凸起;随着扫描次数的增加,在盲孔底部会生成微裂纹缺陷,控制扫描次数为两次;改变激光功率和激光移动速率获得不同盲孔深度,离焦量变大,盲孔深度不会持续增加。（2）使用半导体连续激光器对PMMA与表面微织构氧化铝陶瓷进行激光透射连接实验,采用单因素实验法,分析不同工艺参数对接头连接强度的影响,结果发现,盲孔越深,陶瓷对激光能量的吸收率就越高,有效增强连接强度,但过深的盲孔会影响脆性陶瓷材料自身的结构强度,反而使连接强度降低;通过增大激光功率和激光移动速率能直接控制材料吸收的激光能量密度,连接强度随着激光功率和移动速率的增大均出现先增大后减小的变化趋势。（3）对连接试样进行剪切实验,测量接头连接强度,观察分析失效原因。研究发现,连接强度较低时,失效形式为焊缝界面位置的脱离失效,而连接强度较高时,失效形式为连接位置的陶瓷材料断裂失效。对连接试样进行冷镶嵌,使用超景深显微镜表征接头横截面,发现适当大小和数量的气泡能够有效增强连接强度;SEM表征分析发现聚合物熔体充分填充盲孔,以及盲孔表面存在的不规则凸起,表明机械铆接起主要作用。（4）在有限元分析软件ANSYS中添加高斯分布体热源模型,建立温度场与流场的三维瞬态有限元模型,将模拟结果与实验结果对比发现熔池的分布与气泡生成的位置相似,证明了模拟的可靠性;探究对称面上热源温度分布规律以及聚合物熔体与盲孔截留空气随热源移动的流动特性,结果表明盲孔左侧聚合物受热先熔化,受自身重力及温差产生的浮力作用沿壁面流入,气体受热膨胀向左上方挤出,在聚合物熔池中形成气泡,推动聚合物熔体流入盲孔微织构,最终形成完整熔池,揭示了聚合物熔体流入盲孔微织构形成机械铆接的连接机理。（5）使用Design-Expert软件进行实验设计,分析激光透射连接过程中在不同准则下的工艺参数选择,基于响应曲面法（RSM）建立工艺参数与接头强度响应值之间的数学模型,分析不同工艺参数组合之间产生的交互式影响,结果发现,工艺参数对接头强度的影响程度从大到小为激光移动速率、盲孔织构密度、激光连接功率、盲孔织构深度,基于最大接头强度优化准则获得最优工艺参数组合。本文解决了热塑性聚合物PMMA与氧化铝陶瓷难以实现高强度连接的难题,为实现聚合物与陶瓷的有效连接提供了新的途径,对工业中的进一步研究与应用提供了理论基础。