随着我国微电子技术、纳米技术、国防工程、航天工程等领域的迅速发展，微米/纳米尺度下的熔蚀、相变和热传导问题变得越来越重要。由于微米/纳米尺度下物体熔蚀和传热过程涉及到的空间和时间尺度都非常小，实验测量很困难，并且很昂贵，一些物理参数无法用现有的实验方法来获得。并且随着计算机技术的高速发展，大规模的数值模拟成为可能。数值模拟的方法能够更加清晰的分析激光加工过程中影响加工质量的因素，以及采取相应的措施来提高加工质量，进而用来指导实际的加工生产过程。本文采用基于SW势能函数和z分层能量模型的分子动力学方法研究了飞秒激光加工单晶硅的现象。提出了在二维平面上研究激光加工单晶硅过程中如位置，温度和密度等宏观物理量，能够更加精确和详细的描述内部物理量的变化。观察到热波的产生以及在材料中的传播，导致材料内部出现融化和再凝固，使材料很难在保持原有的晶体结构，进而影响激光加工的质量。而且在激光照射后材料内部的热波和密度波的位置随时间的推移几乎保持相同的位置。借助水导激光的冷却作用来抑制热波传播对加工质量的影响。观察到水导激光加工的材料热影响区域相比普通激光面积变小并且消失的更快，进而减小了热波在加工过程中的影响。通过数值模拟得到：热波的传播速度大约是6417m/s，接近Si(100)中声子的传播速度（6533m/s）。这是因为时间和空间均在微尺度条件下，能量的传播是弹道式的而不是分散的，热波传播速度接近薄膜中声子的传播速度。此外，计算出密度波的传播速度大约是6479m/s，很接近热波的传播速度，这是由于热波的局部高温使得材料融化，密度增大。水导激光的降温作用能够很好的抑制热波的传播，减小热波对加工质量的影响。