飞秒激光微加工具有热影响区小和加工精度高的特点,在激光微加工领域具有潜在的应用价值。本论文采用飞秒激光微加工系统,开展了飞秒激光烧蚀与微加工金属和半导体薄膜的实验研究。全文的主要研究内容与结论如下:　　 (1)总结了飞秒激光烧蚀金属材料的一般物理过程与物理机制；系统地讨论了目前研究飞秒激光烧蚀金属材料常用的双温模型与分子动力学模拟方法。介绍了飞秒激光与半导体材料光学损伤的过程和机制,并概括说明了半导体材料的光学强度和激光损伤阈值(LIDT)。最后揭示了激光与材料作用的两种机制-电离机制和烧蚀机制的概念。　　 (2)开展了飞秒激光对Ag膜烧蚀和微加工过程的实验研究。进行了不同脉冲能量和不同脉冲个数下烧蚀点形貌特征的研究。采用扫描电镜(SEM)观测其表面烧蚀形貌,发现烧蚀点大致分为三个区域,烧蚀面积随着脉冲能量和脉冲个数的增大而增大,但当脉冲数达到一定值后烧蚀面积变化不大。改变脉冲数在烧蚀点得到了周期为650nm和150rim的长短周期条纹结构。根据烧蚀区域面积与脉冲能量的关系算出单脉冲与多脉冲的烧蚀阈值,Ag膜的单脉冲烧蚀阈值为0.189J／cm2。通过烧蚀点的累计能量和激光脉冲个数计算出Ag膜的多脉冲累计因子s=0.785。接下来研究了脉冲能量和扫描速度参数对划线质量的影响。实验表明线宽随着脉冲能量的增加基本呈线性增加趋势,一开始随着扫描速度增大而减少的很快,等达到一定数值以后开始趋于平缓。为了获得高质量的划线加工,通常根据需要选取合适的飞秒激光参数。　　 (3)开展了飞秒激光对ITO薄膜烧蚀和微加工过程的实验研究。研究了不同参数下磁控溅射制备出的ITO薄膜的光电性能,选取最优参数制备出200nm厚的ITO薄膜。并在两种不同的数值孔径下分析了ITO的单脉冲烧蚀阈值,计算求出阈值分别为0.68J／cm2,0.81J／cm2。然后进行了脉冲能量和脉冲个数对划线形貌与特征参数影响的研究。采用原子力显微镜(AFM)进行表征,分析了烧蚀深度和宽度的变化,并使用扫描电镜观测其表面形貌,烧蚀区域从一些连续的激光光斑变成一条直线。要得到良好的烧蚀沟槽的形状,则采用800nJ时脉冲个数需要大于16。