为改善玻璃纤维复合材料制孔的精度和质量，本文提出了一种双振镜激光扫描加工方法。双振镜激光扫描加工系统共包括4片可偏转反射镜，4片反射镜协同运动可以实现对扫描激光的四轴（x，y，α，β）控制，其中x和y为激光焦点在二维平面的位置，α和β为扫描激光的入射角度。基于双振镜激光扫描加工系统开展了玻璃纤维复合材料的制孔实验，通过调节激光入射角度和激光扫描策略，在厚度为3.6 mm的玻璃纤维复合材料板上加工了侧壁完全垂直的孔，孔直径可达10 mm，热影响区宽度小于10 μm，侧壁表面粗糙度小于2 μm，没有发现材料分层和纤维拔出等缺陷。

柔性电路板微盲孔技术目前是高密度互连制作工艺流程的关键一环。采用355 nm紫外激光器对双面柔性覆铜板进行钻孔加工试验，研究了紫外激光的功率、扫描速度对两种柔性覆铜板（电解铜和压延铜）盲孔的形貌及质量的影响。试验发现，激光功率和扫描速度对盲孔质量有直接影响。研究结果表明，压延铜采用激光功率为4.5 W、扫描速度为50 mm/s时，电解铜采用激光功率为5.5 W、扫描速度为150 mm/s时，所加工出的盲孔质量最优。

为了改善激光钻孔的几何形貌，提高其刻蚀深度和减小微孔锥度，以304不锈钢为试验材料，采用旋转磁场辅助激光钻孔的加工工艺，研究了在不同转速旋转磁场下，微孔刻蚀深度、表面喷溅、孔壁几何形貌和内壁氧含量的变化，探索了在有/无旋转磁场作用下，单脉冲能量对微孔锥度的影响。试验结果表明，随着旋转磁场转速的提升，微孔刻蚀深度增加，表面喷溅更加显著，氧含量降低，但过快的转速会使孔壁几何形貌变差。此外，旋转磁场的引入可以有效减小微孔锥度，且单脉冲能量越大，微孔锥度降低得越明显。

与传统的激光钻孔不同,透明材料的bottom-up钻孔是将激光穿过材料,聚焦于材料的下表面,由底部一层一层地将材料向上去除。基于不同脉宽的激光,探讨了玻璃材料bottom-up钻孔的机理。结果表明:除了超短脉冲激光外,纳秒激光亦可以实现bottom-up钻孔,而且更容易实现零锥度钻孔;bottom-up钻孔效率随脉宽减小而降低,2 ns~50 ps激光的切割效率比超快激光高,此结果不同于常用的top-down加工的结果,文中亦尝试对此现象进行了解释。

为了解决传统加工过程中重铸层无法消除的问题,采用超快皮秒激光创新性地在水介质中对Al2O3陶瓷进行皮秒激光钻孔实验,并与空气中钻孔结果进行对比,研究了皮秒激光主要参量如单脉冲能量、扫描次数等对陶瓷微孔的孔径、锥度和重铸层厚度的影响规律,并分析讨论不同介质中皮秒激光与Al2O3陶瓷相互作用机理及材料去除机制。结果表明,在水介质中激光钻孔直径增加约35μm、微孔锥度降低至1.04°并可获得无重铸层钻孔效果; 激光作用过程中水的存在会引起空泡作用、吸收作用和运输作用,有效防止了去蚀材料二次黏附,消除了重铸层和降低了微孔锥度,提升了微孔质量。该研究阐述了水辅助激光钻孔的具体影响状况并加深了对水辅助的影响机理理解。

采用高能激光束对岩石表面进行照射, 通过对实验中孔径、孔深、去岩量、去岩效率等参数的测量与计算, 研究激光功率及辐照时间对花岗岩预钻孔效果的影响。结果表明, 随激光功率增加, 破岩孔径、去岩量、去岩效率增加, 孔深出现波动, 钻孔速度变化不大; 随激光辐照时间增加, 破岩孔径、孔深、去岩量增加, 激光钻孔速度、去岩效率明显下降。该实验条件下, 激光功率越大, 辐照时间越长, 去岩效果越好; 激光功率为1 000 W时, 钻孔效果较好。

研究了亚克力导光板的CO2激光精密高速钻孔工艺。具体采用激光脉冲划线的方式在亚克力基材上高速蚀刻出盲孔作为导光点，旨在提高亚克力基材对光线的漫反射，并优化激光单点能量、脉宽、重复频率、离焦量、切割速度、加速度等工艺条件使导光点满足工业用户对盲孔直径、蚀刻深度和孔间距等参数的需求。实验在光学级亚克力基材上高速钻出微孔，并利用光学检测设备对产品的导光效果进行了测试。实验结果表明：采用实际输出功率为100 W的CO2激光器，波长为10.6 μm，重复频率为8 kHz，激光脉宽为10 μs，切割速度为2500 mm/s，加速度为40000 mm/s2，离焦量为0.6 mm，使用首尾抑制脉冲技术在幅面为422 mm×242 mm的亚克力导光板上高速蚀刻出直径为157 μm，深度为30 μm，间距为300 μm的盲孔阵列作为导光点，亚克力导光板对光线的漫反射的均匀性、亮度等均满足工业客户的要求，并且钻孔效率可以高达2000 s-1。

主要研究薄板陶瓷微孔的激光精密加工工艺。具体采用CO2、光纤激光器以脉冲打孔和切割技术，通过优化激光器功率、占空比、重复频率、离焦量、辅助气体类型、气压等工艺参数，旨在改善激光加工陶瓷微孔的热影响、锥度和提高激光加工效率满足工业应用的要求。实验结果表明：采用CO2激光能够加工出孔径为80~200 μm的微孔，其效率达18 hole/s，热影响也得到了明显改善；而采用光纤激光单脉冲方式打孔速度达300 hole/s，其微孔锥度可控；切割方式打孔速度达6~8 hole/s，且能够获得孔径为100 μm的直微孔的稳定激光微加工。

采用输出功率10 W的355 nm紫外激光器对4层柔性线路板(FPC)进行了盲孔加工实验。分析了紫外激光与铜箔和聚酰亚胺(PI)相互作用的过程和机理,并模拟出在一定条件下紫外激光与聚酰亚胺和铜箔相互作用时的单脉冲刻蚀深度。研究了不同加工方式对加工质量的影响,得到优化工艺参数为:第一次采用加工功率3.9 W,频率80 kHz,第二次将加工功率降到1.4 W,其他参数不变,此时加工盲孔的效果最为理想,重铸层粗糙度为0.88966 μm,孔底粗糙度为1.063 μm。给出了孔底表面的扫描电镜(SEM)图和针式台阶仪测量的盲孔底面三维轮廓及切面二维轮廓图。

为了提高准分子激光打孔质量，分析了影响现行加工系统打孔质量的因素，在此基础上提出利用钻孔法改进打孔效果的解决方案。根据此方案设计了加工光路，进行了微孔加工实验。实验结果表明，采用248nm准分子激光加工有机材料聚甲基丙烯酸甲酯，微孔形状规则，孔径锥度可减小至0．055。该加工系统和方法提高了微孔加工的速度和质量，在微加工领域具有很好的实际应用价值。