本论文对飞秒激光微细加工金属材料进行了理论和实验研究。采用双温模型理论研究了飞秒激光烧蚀金属过程中的电子与晶格体系的温度演化过程;实验研究了飞秒激光烧蚀金属镍和非晶合金材料的烧蚀阈值、表面形貌与成份变化,优化了飞秒激光微细加工金属材料的工艺参数。展示了飞秒激光在金属材料微细加工中的巨大应用前景。论文的主要内容包括:(1)使用脉宽为飞秒条件下简化的双温方程,对飞秒激光烧蚀金属镍的过程进行了数值模拟,系统分析了电子声子耦合参数、激光脉宽和激光能量密度对表层电子晶格系统温升过程的影响,然后分析了在50fs~10ps中四个典型的时刻,电子和晶格温度在深度方向上的变化。(2)实验研究了飞秒激光烧蚀金属镍的阈值,优化了飞秒激光微切割加工的工艺参数,并制作出了微米级的镍悬臂梁。(3)实验研究了飞秒激光烧蚀加工非晶合金的过程,具体工作如下:1)烧蚀阈值实验研究。得出了该非晶合金在50fs/1KHz/800nm激光辐照下的烧蚀阈值,并且发现了多脉冲烧蚀时的累计效应。2)微钻孔和微切割实验研究。分别对飞秒激光钻孔和切割区域进行了烧蚀形貌和氧化分析,发现了飞秒激光加工中的热效应、氧化特征以及纳米波纹结构。3)检测加工中无晶化研究。透射电镜与电子衍射图结果表明飞秒激光烧蚀加工非晶合金不会使其晶化。