飞秒激光具有脉冲持续时间短、脉冲峰值功率高、能避免强烈的热效应、冲击波以及精确的靶向聚焦定位等特点。飞秒激光脉冲能够限制能量沉积在小范围作用区域,该优点可以进行材料选择性改性。飞秒激光作用时,极强的电子激发条件下材料的快速受热、冷却以及超快的机械变形,引发了研究者们对材料行为、特性变化的兴趣。多晶硅作为主要的半导体材料,不同晶面取向具有不同的表面原子能量和密度,故不同晶面具有不同的力学、电学、光学和化学性质,而晶面间物理性质和化学性质的微小差异会对微纳加工过程和效果产生明显的影响,飞秒激光与材料相互作用时,不同的晶面取向会产生不同热和机械响应。本论文研究了飞秒激光诱导多晶硅表面结构变化与晶面取向的关系,扩大了现有的飞秒激光诱导硅结构变化与晶体取向的影响。本研究使用扫描电子显微镜、拉曼光谱仪和电子背散射衍射等技术分析了材料表面激光作用点处的结构信息,以确定结构变化对晶体取向的依赖性。结果表明,飞秒激光作用处的结构变化取决于硅的晶面取向,多晶硅(111)、(100)及(110)晶面取向的结构变化有所差异,其中(100)和(110)晶面变化差异较小,而晶面(111)与(100)、(110)对比,其结构变化较大,在电子背散射衍射的衬底图、取向图显示,三个取向在一定能量范围内均生成"黑色圆环",其差异体现圆环面积、尺寸等方面,通过拉曼光谱仪等测试的结果显示,该"黑色圆环"为非晶硅。此外,(111)、(100)及(110)在非晶化的激光能量阈值上也有所差异,对于(100)和(110)晶面,非晶化的激光能量阈值为0.29 J/cm~2,略高于(111)(0.25 J/cm~2)晶面。激光能量达到1.20 J/cm~2时引起塑性形变,在激光作用区域不均匀地分布,并依赖于晶面取向。该研究针对飞秒激光精密加工,研究飞秒激光作用于多晶硅时多晶硅表面形貌演变规律、组织结构等变化,研究结果将对多晶硅的各向异性对加工效果的影响有重要的意义。