具有微纳结构的薄膜材料在微纳光学器件、超材料表面、太阳能电池、触摸屏、微机电系统、微流控芯片等领域具有非常广泛的应用。当前应用于制备薄膜材料微纳结构的方法主要有基于模板图形曝光的光刻技术与微纳模板压印技术。其中应用最为广泛的是图形曝光技术,如电子束图形曝光、紫外图形曝光、X射线图形曝光等,这一类方法已成功应用于制备大面积、高精度的薄膜材料微纳结构。然而这一类方法所依赖的模板制备成本高、时间周期长,因此在微纳结构的设计阶段、或在个性化订制方面具有很大的局限性。近年来研究人员发展了基于打印或激光直写的微纳结构制备技术,这一类技术不需要模板,在修改设计方案或个性化订制方面具有很大的优势,并已成功应用于制备金属、树脂、陶瓷等材料的微纳结构。本文围绕激光辅助图形化石墨烯薄膜和图形化氧化物半导体薄膜微纳结构开展研究。首先我们研究了红外激光制备石墨烯薄膜材料微结构,以提升多层石墨烯薄膜的透光率,并尝试应用于透明导电电极。利用红外激光对厚度为300 nm和透光性能较差的多层石墨烯薄膜进行选择性区域烧蚀,从而实现了对石墨烯薄膜的裁剪、形成了微纳网格结构。通过调节激光烧蚀比例、调整网格结构参数,石墨烯薄膜的透光率由0.38%提升至75%,增加了 200倍,而石墨烯薄膜的方阻由70 Ω/sq增加至340 Ω/sq,仅增加了5倍,透明导电电极品质因子由原先的0.1上升至3.6。此外,我们将得到的多层石墨烯网格应用于制备电热除雾器,实验证明石墨烯网格具有很高的电热转换效率,器件温度在2分钟内由室温上升至60℃,并且通过激光裁剪石墨烯网格图形,可以得到图形化的局域热场。这一方法为制备具有微纳结构的多层石墨烯薄膜,并应用于透明导电电极提供了有效的技术路径。此外,我们还发展了激光直写辅助氧化物半导体图形打印的技术。利用红外激光对糖和金属络合聚乙烯亚胺前驱体进行选择区域加热,诱导前驱体薄膜交联聚合固化,从而实现了前驱体薄膜的图形化与微纳打印。通过对前驱体微纳图形退火处理,实现了氧化物半导体薄膜材料微纳结构的原位生长。利用这一方法实现了氧化锌、氧化锡、氧化镍等半导体氧化物薄膜材料微纳结构的制备。研究证明,所打印的金属氧化物半导体材料具有良好的结晶性,光学带隙与块料一致,在制备成器件后具有良好的电学响应。这一方法为实现氧化物半导体薄膜材料微纳结构的打印提供一种可选的技术路径。