飞秒激光微纳加工技术作为一种前沿的超精密先进加工方法,近年来受到了科学界的广泛关注。飞秒激光脉冲具有脉宽超短和瞬时功率超强的突出特点,这使得飞秒激光加工相对于传统的长脉冲激光有着独特的优势。大量实验研究结果表明,采用飞秒激光加工固体材料的过程中会产生各种各样有趣的微米级和纳米级表面结构,例如表面波纹结构、微米级圆锥状结构和纳米柱结构等,这些特殊的表面微纳结构对材料的表面功能特性具有显著的影响,会明显地改善材料表面的润湿性能、光学特性等,这就为新型多功能材料表面的制备注入了活力。润湿特性是固体材料表面一种极其重要的属性,大量理论和实验研究表明,材料表面的微观形貌结构(影响其表面粗糙度)和材料表面的化学组成(影响其表面能大小)是影响其表面润湿特性的两个决定性因素。研究人员采用各种各样不同的加工方法通过改变材料表面的微观形貌结构或降低表面能大小,在不同的材料上制备出了超疏水表面。由于采用飞秒激光能够在固体材料表面加工出多种多样的微纳结构,所以它成为制备超疏水表面的一种重要方法。表面硅烷化是降低材料表面能的一种比较常用的表面化学修饰方法。本文中选取了两种比较典型的材料-半导体硅和金属铜,首先采用飞秒激光扫描加工的方式,通过不同的激光参数组合,在材料表面加工出形形色色的微纳复合结构,并遵循控制变量法单一变量的原则进行实验设计,分别研究了各个飞秒激光加工参数,包括脉冲能量、扫描速度、重复频率、扫描行距和脉冲间距对所形成的表面微观形貌结构的影响;然后扩大加工面积,并对经过激光加工后的材料表面进行硅烷化处理以降低其表面能,得到了具有不同润湿特性的表面,并系统研究了不同表面微观形貌结构对其润湿特性的影响以及表面润湿性能与激光扫描行距和脉冲间距之间的关系。实验结果表明,硅片和铜片表面所形成的微观形貌结构均受到各个激光加工参数不同程度的影响,在脉冲能量一定的情况下,只有通过其他激光加工参数的恰当组合,才能在固体材料表面加工出比较规整的微纳复合结构,之后对其进行表面硅烷化处理,最终制备出具有超疏水性的硅和铜表面。