随着激光微加工技术的进步，越来越多复杂的金属微纳结构被制造出来。这些金属微纳结构具有丰富的光电性质，并在表面增强拉曼散射、集成电路、传感器、数据存储和光学天线等领域展现出了极大的应用前景。同时，在国际学术界也催生出表面等离激元学这一覆盖物理学、化学、材料科学、信息科学和生物科学等学科的交叉研究领域。　　本文着重围绕飞秒激光微加工技术在表面增强拉曼散射领域的应用。众所周知，表面增强拉曼散射是一种强大的测量分子振动光谱的技术。通过金属微纳结构激发局域表面等离激元，实现电场强度的放大，从而可灵敏地探测到极低浓度下目标分子的结构信息。表面增强拉曼散射因其具有非破坏性、指纹性、高灵敏性等特点而被广泛地应用于生物研究领域。　　本文通过飞秒激光烧蚀平整硅片表面，获得粗糙的表面微纳结构，通过覆盖金属纳米层快速制备表面增强拉曼散射活性衬底，并以罗丹明6G分子为探针分子，具体研究了其在表面增强拉曼散射方面的性能。　　论文具体内容包括以下几个部分:　　1.自主搭建了飞秒微加工系统，采用了高精度三维气浮马达，该系统集自动控制、刻蚀、观察为一体。　　2.利用不同功率的飞秒激光对预先处理好的硅片进行烧蚀，制备了一组表面粗糙化的硅片，并研究了其形貌与激光功率的关系。　　3.通过在粗糙化的硅片表面沉积50nm厚金膜层，形成能够产生等离激元激发的微纳结构金属膜，论文研究了这类结构的表面增强拉曼散射活性，同时分析了拉曼散射信号的强度对微纳结构尺度、形状分布的依赖特性。通过拉曼光谱增强效应的对比实验，找出了最佳飞秒烧蚀参数。对于最佳的衬底，为了展示其优越的表面增强拉曼散射性能，我们通过逐步降低罗丹明6G溶液的浓度，获得最大增强因子为3×107。