利用自主开发的选区激光熔化设备以钴铬合金为成型材料，在进行了系统的工艺优化研究的基础上，对选区激光熔化(SLM)制件成型过程中表面粗糙度演化、微观形貌、致密度以及硬度之间的内在联系进行了研究。研究发现：成型过程中粉层的熔化收缩以及厚度的累积是造成成型质量变差的重要原因；较小的表面粗糙度累积效应，可大大减少成型件内部的孔隙数量从而提高致密度，粉层厚度的降低是减小表面粗糙度累积效应和提高致密度的关键；制件的宏观硬度比显微硬度对制件致密度存在更显著的依赖关系：致密度越大，宏观硬度越大。通过优化工艺制得的工件致密度达到98.04%，宏观硬度为40HRC，符合美国材料实验协会(ASTM)标准。

采用选区激光熔化进行钴铬合金成型,是当今牙齿种植体制造的新方法,然而SLM成型试样表面粗糙度的累积效应对于制件的性能具有重要影响。实验首先获得了适于多道成型的单熔道以及相应的工艺参数,在此基础上进行正交实验,研究激光线能量密度(E)、粉末粒度、粉层厚度以及层间扫描策略对于多层成型制件表面粗糙度及致密度的影响规律并进行原因分析。实验结果表明P/V＞1.6时,多层成型试样的成形质量明显改善;粉末层厚是影响多层制件成型质量的最主要因素,在一定范围内线能量密度越大、小颗粒粉末比重越大、粉层厚度越小可以有效降低表面粗糙度和提高致密度;采用层错正交叠加的策略有助于熔池的浸润和铺展从而降低表面粗糙度。

多壁碳纳米管经由1064 nm波长光纤激光辐照后，通过扫描电镜(SEM)观测发现连接现象。SEM图像清晰展示了在相互搭接的两多壁碳纳米管之间出现熔化重熔的现象，两个或多个多壁碳纳米管融合在一起，且管壁完整光滑没有破坏迹象。通过透射电镜(TEM)表征发现在连接处有新的石墨片层生成。发现在一定功率密度的情况下，随着激光辐照时间增加，多壁碳纳米管呈现出熔化连接至破坏的趋势。

近年来，透明材料的激光透射焊接成为国内外研究的热点。本研究通过在透明材料界面制备低熔点薄膜来增大透明材料对激光的吸收率，从而实现双透明材料的激光焊接。本文构建了一个 3D数值模型，数值模拟结果与实验测试吻合较好。另外，还研究了激光焊接过程中温度场的变化过程，并对进一步研究了激光焊接工艺参数对温度场的影响。

采用激光直接金属烧结的方法, 对单一 316L不锈钢粉末进行一系列烧结实验。实验表明, 在较低功率和较低的扫描速度下, 无需粘结剂的辅助粉末也可以顺利的烧结成型且没有宏观的裂纹缺陷和明显的变形。阐述了单组分金属烧结成型的机理, 讨论了烧结 316L不锈钢粉末过程中出现的各种球化现象以及对烧结成型的影响, 明确了单组分金属烧结的研究思路与进一步研究的方向。

介绍了采用CO2激光器对聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)板进行刻蚀制备微流道的工艺实验。通过实验分析工艺参数对微流道深度和宽度的影响及其中变化规律。结果表明，激光线能量密度与刻蚀微流道宽度两者关系呈指数增长，得到了线能量密度和微流道宽度的数学拟合公式，曲线和数据点拟合决定系数R2=0.96。当线能量密度小于300 J/m时，微流道深度与线能量密度呈近似线性关系；当线能量密度大于300 J/m时，偏离线性关系。通过理论计算得到在低线能量密度下微流道深度的变化曲线图，并与实际测量值吻合较好。最后，通过优化工艺参数，制备出微流道宽度为170 μm，深度为180 μm的生物芯片。

目前激光直写膜电阻时，所加入的辅料容易造成杂质污染，膜的厚度和粗糙度难以降低。为减少杂质污染，降低膜厚和表面粗糙度，改善激光直写微电路性能，进行了透射式激光直写金属薄膜电阻的实验研究，分析了薄膜线宽与激光光斑能量分布特点的关系，获得了线宽低于光斑直径的导电薄膜。实验表明，扫描速度的增加或离焦量的降低会导致光斑重叠率和导线宽度减小。同时，过高的功率会使薄膜受到烧蚀破坏，功率过低则难以将靶材充分熔化附着在玻璃基板上。相比之下，锌膜颗粒尺寸较为均匀，而Al /Zn混合膜的颗粒尺寸不一致。

超白玻璃是一种超透明低铁钙钠玻璃，具有优越的机械、物理和光学性能，被广泛应用于制作各种光学元件以及仪器保护装置，特别是硅太阳能电池表面的封装。应用低功率连续CO2激光器在不同工艺参数条件下，对超白玻璃表面进行刻蚀诱导，通过分光光度计测量这种结构对紫外、可见光、近红外（250~1500nm）不同波段的吸收和透过率，并研究激光刻蚀参数与透过率的关系。实验表明，激光刻蚀诱导产生了微米量级的表面形貌结构，这种结构改变了材料在可见光380nm到近红外波段的光谱透过率特性。

探索了一种新的微透镜阵列制作工艺，使用二氧化碳激光在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）表面进行选区刻蚀，研制出表面光洁、尺寸和曲率可控的微透镜阵列，并研究了其成形机理和加工特点。PMMA表面受激光照射区域被汽化蒸发，熔融PMMA在液面张力的作用下，凝固后与未扫描区域形成弧形边缘，当圆形未扫描区域表面被完全熔化后整个液面呈球状凸起，冷凝后形成透镜。透镜曲率半径随单位面积输入能量增加而减小。含有杂质较多或表面清洁度不达标的PMMA在激光照射下发生反应产生气泡和坏点，导致透镜质量降低。

对38CrMoAlA钢分别经激光淬火、气体氮化、氮化-激光淬火复合处理及激光淬火-氮化复合处理的硬化层深度及其表面硬度分布进行了比较分析。结果表明,试验条件下,激光淬火-氮化复合处理与氮化处理相比,表层硬度可提高100Hv左右,硬化层深度有少许增加;在氮化-激光淬火复合处理中,激光淬火可使预先氮化处理的硬化层深度有大幅度的提高,表层硬度有所下降;氮化-激光淬火复合处理比激光淬火的表面硬度高,硬化层深度较浅。