为了研究激光工艺参量对碳钢表面锈蚀污染层清洗质量的影响规律, 采用Nd∶YAG准连续激光器对Q235钢板试样进行了激光除锈清洗试验, 并观测了试样表面清洗质量。分析了激光清洗污染物烧蚀的工作机理, 并试验研究了激光能量密度、扫描速率、扫描宽度、离焦量和重复频率等工艺参量对清洗质量的影响, 在此基础上进行了正交试验；通过对激光清洗前后试件进行表面粗糙度、形貌和能谱分析, 获得了Q235钢最佳激光工艺参量分别为扫描速率900mm/min、离焦量1mm、能量密度7.6J/cm2、扫描宽度30mm。结果表明, 激光除锈后表面粗糙度和3维形貌得到改善, 激光清洗样品的粗糙度值接近无锈样品, 激光清洗样品的形貌与无锈样品基本相同；激光清洗后材料表面的锈蚀层基本去除, 表面存在重焰的微结构。激光清洗能满足对碳钢表面锈蚀污染层的清洗质量要求。

用同步送粉的方式进行青铜母材表面激光熔覆625和1 025-40两种镍基合金粉末的试验。分别用不同激光熔覆参数和不同熔覆材料进行熔覆试验, 通过对熔覆层形貌、裂纹、显微组织、硬度的测试, 评价青铜表面不同熔覆材料和不同激光工艺参数对熔覆层性能的影响。通过熔覆层组织、硬度的测试和渗透探伤, 得到不同激光工艺参数和熔覆材料系对熔覆层组织性能的影响效果, 并对不同激光熔覆工艺参数下熔覆层的宏观和微观质量进行对比分析。获得了青铜母材表面激光熔覆625最佳激光熔覆工艺参数, 即在激光功率为2 000W, 光斑直径为38 mm, 扫描速度为550 mm/s的工艺条件下, 得到的熔覆层表面平整, 组织均匀, 显微硬度高, 稀释率小, 与母材实现良好的冶金结合。

先进光源的发展在前沿科学研究中发挥的作用越来越重要。近十年来, 飞速发展的自由电子激光技术为科学家们提供了探索未知世界、发现新科学规律和实现技术变革的重要工具。建成的大连极紫外(EUV)相干光源的运行波段为50~150 nm, 单脉冲能量大于100 μJ, 且可提供10-12 s和10-13 s量级的超快激光脉冲, 是我国第一台自由电子激光用户装置, 并且是国际上唯一运行在极紫外波段的自由电子激光用户装置, 在世界范围内为用户提供具有高峰值亮度和超短脉冲的极紫外激光。大连EUV相干光源是由国家自然科学基金委资助、由中国科学院大连化学物理研究所和上海应用物理研究所共同承担的重大科学仪器研制项目, 目标是打造一个以先进极紫外光源为核心、主要用于能源基础科学研究的光子科学平台。

采用光纤激光对厚0.5 mm的USU304奥氏体不锈钢薄板进行拼接焊试验, 首先利用单因素法比较不同工艺参数下的焊接效果, 然后进行正交试验优化处理, 得出最佳工艺参数。对样品进行了金相试验和拉伸试验, 分析了焊缝的表面形貌、熔深熔宽、金相组织和力学性能。试验结果表明, 在合适的工艺参数条件下, 0.5 mm的USU304奥氏体不锈钢薄板激光拼接焊焊缝成形好、无氧化、飞溅等缺陷, 焊缝组织细小致密, 抗拉强度与母材相当。0.5 mm不锈钢薄板激光拼接焊优化工艺参数为激光功率350～450 W, 焊接速度1～2 m/min, 离焦量0 mm。

利用皮秒激光在304不锈钢上进行表面着色试验研究。分析了皮秒激光对不锈钢表面着色的机理，建立了表面色彩的模型。分别试验研究了扫描线间距、扫描速度和脉冲能量等激光工艺参数对着色效果的影响。研究结果表明，改变线间距、扫描速度和功率均能对着色效果产生显著影响，在扫描速度90～300 μm/s，扫描线间距0.001～0.01 mm，单脉冲能量60～140 mJ/cm2的参数范围内能得到较好的色彩，而且三者对着色有近似的影响效果。在试验基础上，获得了皮秒激光参数与CIE L*a*b*色彩模型之间的关系。最后对着色后的试样进行了颜色老化对比试验。老化对比试验表明，不同老化时间下的激光着色试样的色差值ΔE均很小，说明各试样颜色接近，耐老化效果较好。

对低合金高强度钢40CrNi2Si2MoVA在激光冲击波作用下引入的残余压应力进行了研究。首先利用激光冲击波强化工艺对试件分别进行1次、2次和3次重复冲击试验,然后在此基础上再进行10%搭接率的重复冲击试验。通过对各试件表面残余压应力和硬度的测量与对比,归纳了激光冲击波强化残余压应力与硬度的特征。最后对40CrNi2Si2MoVA强化影响层深度进行了理论预测与实验对比。