皮秒激光精密加工金刚石等硬脆性材料是当前最佳工程解决方案与技术前沿热点。常规采用脉冲宽度≤20 ps激光光源, 可以实现切割面崩边＜5 μm, 表面粗糙度Ra1.6的切割质量。我们采用脉冲宽度200 ps的低成本皮秒光纤激光器, 对激光功率与切割速度等工艺参数进行优化, 通过外光路整形系统对光束进行整形, 以及聚焦透镜的优化设计等关键技术进行研发, 实现了切缝的最大崩边宽度≤6 μm、表面粗糙度Ra1.6的加工质量, 其加工效率与20 ps激光精密加工工艺一致, 生产成本显著降低, 满足了生产金刚石刀具精密切割需求, 可解决拉丝模、刀具刃口加工的后续抛光问题。

随着军用光学仪器的飞速发展，红外光学材料单晶硅广泛应用于红外光学元件和半导体行业，为了满足精密仪器对光学系统的要求，对光学元件的面型精度要求越来越高。针对红外跟踪系统中对高精度单晶硅透镜的加工技术要求，以Ф26 mm的单晶硅透镜为例，通过多次反复研磨修抛和检测分析，并不断优化工艺参数，设计了特殊的夹具，解决了单晶硅表面光洁度问题以及中心偏差难以控制的加工技术难题，并实现了批量生产。经检测，单晶硅非球面面形精度达到0.2 μm，表面光洁度达到Ⅲ级以上，中心偏差在1 μm以内，各项参数均满足了红外跟踪系统的要求。

为了研究激光冲击成形对板料表面光洁度的影响，采用0．5mm厚铝板和304不锈钢板料作为试样，选择光斑直径8mm、波长1054nm、脉冲宽度23ns的激光脉冲进行冲击成形实验，铝板冲击成形的激光能量为15．4J，304不锈钢的激光能量为18．92J。冲击成形后对板料表面光洁度进行检测，结果表明，激光冲击成形可使板料表面光洁度提高接近两个精度等级。通过理论分析可知，板料背面光洁度的提高有两个方面的原因，一方面由于应力波在板料背面的微尖峰中传播时产生一系列的反射波，当反射波强度超过材料抗拉强度极限时将引起微尖峰的断裂；另一方面由于板料的高速运动在板料背面的空气中形成高压区，当作用在板料表面的空气压力大于动态屈服强度时微尖峰发生塑性变形，因微尖峰断裂和塑性变形使板料背面光洁度提高。

为了直接制备出壁厚均匀的精细薄壁零件，试验研究了激光微沉积StelliteF合金粉末的工艺参数对壁厚均匀性及沉积过程稳定性的影响。通过对激光微沉积薄壁的截面组织及形貌的分析表明，沉积过程的热散失条件影响壁厚的均匀性；选择合适选择合适的工艺参数，可沉积出表面粗糙度Ra低于10μm、内部组织致密、厚度均匀(壁厚约0．4mm)的薄壁零件。结果表明，激光微沉积合金粉末技术在细小零件的激光表面改性及高精度小型零件的直接制备方面具有很好的应用开发前景。

针对具有镜面反射特性的光滑球面,提出了一种利用反光带的镜像变形来对表面缺陷进行快速检测的新方法.这种方法通过漫反射反光带增强图像上的缺陷信息,克服了背景噪声在图像处理中会造成较大误差的缺点,也降低了照明系统的设计难度.根据缺陷引起的反光带镜像变形获取缺陷特征,使图像处理软件的工作量大大减少.通过实验,给出了缺陷尺寸和扫描间隔等因素对检测结果影响的分布曲线,为合理提取缺陷尺寸提供了参考.实验表明,该方法的鲁棒性好、效率高,能识别0.5mm以上的全部缺陷,定位误差在+-1°之内.

采用软光刻技术中的微接触印刷(μCP)技术、表面诱导的水蒸气冷凝、表面诱导的去湿行为,在金基底上制作出了亚微米的环状周期结构聚合物掩膜.通过对离子束刻蚀过程中各个参量对刻蚀元件的表面光洁度、轮廓保真度和线宽分辨的影响分析,结合掩膜的实际情况选择出了合适的离子束入射角、离子能量、束流密度和刻蚀时间等参量.依照这些参量刻蚀出了高质量的亚微米尺寸环状周期结构元件.通过对刻蚀出的元件的检测发现,刻出的元件表面光洁度、轮廓保真度和侧壁陡峭度都非常好.

利用2KW横流CO₂激光器对3Cr13计数器棘轮进行了激光淬火研究,结合零件的原始加工次序,比较了两种次序激光淬火投弹器棘轮的工艺,结果表明:经两种方法激光处理后棘轮的显微硬度均达到了该零件技术指标的要求,显微硬度为HV412∽550.激光处理3Cr13不锈钢硬化层的深度为1.0mm,表面最高硬度HV680,比普通淬火高约HV160.激光处理后齿面的光洁度不变,达(Ra0.4∽0.3μm),激光淬火的变形为2.5μm左右.激光淬火区的显微组织为细小均匀的隐晶马氏体.