飞秒激光微加工已经在很多领域得到广泛应用，传统飞秒激光微加工使用的多是低重复频率的飞秒光源，限制了其加工效率和速度。高重复频率的飞秒激光可以有效解决这一问题。但当激光脉冲的重复频率提高后，脉冲间的热积累会越来越显著，由此会带来严重的热效应问题。本论文主要基于高重复频率的光子晶体光纤飞秒激光光源，研究高重复频率飞秒激光的热积累效应及其在微纳加工中的应用。论文系统研究了高重复频率飞秒激光与金属、半导体、透明电介质相互作用的物理过程，获得了一系列具有参考价值的结果。论文主要分为以下几个部分：1，阐述高重复频率飞秒激光加工的研究进展及飞秒激光加工的一般理论。2，分别利用三维柱坐标系下的双温方程和雪崩电离模型对金属和透明电介质的微加工过程进行数值模拟，判断出本论文所用高重复频率飞秒激光的能量密度在单脉冲阈值以下。进而分别采用简化的一维热传导模型和三维柱坐标热传导模型对高重复频率下块状金属和纳米金属薄膜的受热进行分析，同时在球坐标系下建立了一维热传导模型，对透明电介质中飞秒激光作用的热积累过程进行分析，获得了激光重复频率对飞秒激光加工的影响。3，介绍实验系统的组成和激光加工的方法，包括焦点判断、成像监控、光斑大小测量及阈值测量等。4，研究高重复频率飞秒激光的热效应在金属微加工方面的应用。（1）在块状金属表面制作微浮雕结构。研究不同重复频率下激光参数对浮雕结构的影响，并分析微浮雕的形成原因。（2）在铜膜表面产生了均匀的纳米颗粒。研究激光参数对纳米颗粒形态结构的影响，并提出纳米颗粒的产生机制。（3）实验研究脉冲重复频率对飞秒激光加工金属的影响。5，研究高重复频率飞秒激光的热效应在透明电介质微加工中的应用。分别利用52MHz和650kHz的飞秒激光在熔石英内部刻写出光波导结构和光子晶体波导。分析不同激光参数对波导形成的影响并提出了波导的形成机制。检测波导的激光传输模式并测量波导的折射率改变量。6，利用面积回归法测量THz发射晶体GaP的表面破坏阈值，并实验研究脉冲重复频率对飞秒激光加工半导体材料的影响。