利用烧蚀阈值理论, 研究飞秒激光对面齿轮的烧蚀特征, 得到了面齿轮的烧蚀阈值。建立烧蚀模型, 计算仿真了飞秒激光在单脉冲与多脉冲烧蚀过程中的理论宽度与深度。利用等离子体冲击波传播半径随时间变化的规律, 耦合飞秒激光多脉冲烧蚀时的表面残余温度变化, 得到等离子体冲击波的动态反冲压力机理图, 并得到飞秒激光加工过程中, 等离子体冲击波动态反冲压力对烧蚀的凹坑形貌以及扫描隧道与烧蚀平面形貌变化的影响。通过试验验证飞秒激光对面齿轮进行隧道扫描时, 随着扫描速度的增加, 隧道的直线度降低。高功率条件下, 增加相邻扫描道扫描间距, 烧蚀后的齿面精度更高。

针对面齿轮材料18Cr2Ni4WA在飞秒激光精微加工过程中产生的等离子体冲击波效应，建立了等离子体冲击波传播的压强方程、精微加工材料的波阵面温度模型。以脉宽、能量与离焦量作为变化参数，得到了冲击波传播半径随温度与压强的变化规律。试验验证了飞秒激光脉宽在300、500、800 fs时，单脉冲激光能量保持在15~25 μJ，此时熔融层光滑平整，具有较好的烧蚀效果。相同脉宽下，过高的能量导致熔化材料过多，凹坑深度加深以致于排出效果降低，在凹坑壁形成高低不平的波峰。使用较高能量参数对材料进行变离焦量烧蚀时，随着正离焦量增大，边缘热影响区域增大。同时，等离子体冲击波对液态材料的排出效果由于离焦变化而降低。验证了等离子体冲击波效应模型，达到了实际烧蚀效果。

飞秒激光精微加工是用一种超短脉冲宽度、超高能量激光对材料进行精确去除的制造方法。考虑到面齿轮材料18Cr2Ni4WA成分间的互温感应，建立了飞秒激光烧蚀面齿轮材料的能量耦合模型，并仿真分析了不同能量密度下电子温度与晶格温度的变化过程。结果表明，电子温度随着激光能量密度的增大迅速增高且远大于晶格温度。用能量在0.320~5.255 J/cm²范围内的激光观测面齿轮齿面烧蚀形貌并对齿面粗糙度进行检测，结果表明，烧蚀形貌光滑平整，粗糙度最低为0.265 μm，与能量耦合模型的仿真分析结果基本一致，为提高面齿轮的表面质量研究提供了基础。

针对MEMS器件背面引线的需求, 提出了一种基于玻璃通孔(TGV)加工方法的10.16cm(4inch)圆片衬底的制备工艺流程。首先深硅刻蚀导电硅片, 然后将硅片和玻璃片阳极键合, 随后将键合后的玻璃-硅圆片经高温加热, 使玻璃填充至硅片中, 再依次研磨抛光玻璃-硅圆片的正面玻璃和背面硅, 直至硅与嵌入玻璃在同一平面, 最后得到了厚度为258μm的4inch圆片衬底, 其轮廓算术平均偏差、轮廓最大高度、微观不平度十点高度的平均值分别为13, 71和49nm。此外, 测得圆片中硅导通柱电阻率为0.023Ω·cm。

制备了一种基于天然产物槲皮素接枝硅包银核壳结构的纳米荧光传感器（Ag@SiO2@Qc）， 对铜离子具有好的选择性和灵敏性。 Ag@SiO2@Qc与Cu2+离子结合后， 荧光发射强度发生猝灭， 并且可通过荧光滴定光谱得到了荧光滴定曲线： y = -32.864x+587.59（R2=0.998）， 其线性范围分别为： 3×10-7~4.8×10-6 mol·L-1， 最低检测限为1.0×10-7 mol·L-1。 并且将Ag@SiO2@Qc应用于环境中水样的检测结果的准确度好， 精密度高， 而且更加环保、 方便、 快捷， 具有很大发展潜力与应用价值。