为在激光加工中提高单晶硅材料对激光能量的耦合效率,利用一个纳秒量级短脉冲激光和一个毫秒量级长脉冲激光形成的组合激光对单晶硅进行加工,研究了二激光各自能量密度的变化和组合激光脉冲延迟时间对作用效果的影响,得到了优化的激光脉冲延迟时间。基于热弹塑性理论,建立了组合激光辐照单晶硅的二维轴对称有限元模型,并对温度场和应力场进行了数值模拟计算,其结果验证了组合激光能够提高材料对激光的耦合效率；计算了组合激光中毫秒激光能量密度、纳秒激光能量密度的变化对组合激光作用效果的影响,通过与同等能量的单毫秒激光作用效果比较后发现：组合激光中毫秒激光能量密度较低的时候,作用效果较明显；随着毫秒激光能量密度的提高,对作用效果的提升相对变缓。在一定范围内,增加纳秒激光能量密度可以提高组合激光的作用效果。实验测量得到的不同能量密度激光作用单晶硅后损伤形貌,与数值计算结果的趋势吻合。利用有限元方法模拟了不同延迟时间对组合激光作用效果的影响,通过数值计算得到了最佳延迟时间,进而计算了改变毫秒激光能量密度、纳秒激光能量密度对最佳延迟时间的影响。结果表明：随着毫秒激光能量密度的提高,最佳延迟时间将缩短；提高纳秒激光输出能量密度,最佳延迟时间也将缩短。本文的研究结果可以为组合激光的应用提供理论和实验依据。