碳纳米管(Carbon Nanotubes CNTs)薄膜为微纳米级厚度薄膜类碳材料,其具有良好的光学、力学、较高导电性可以应用在柔性设备、微型传感器和太阳能电池等方面。飞秒激光因其极高的峰值功率和极短的脉冲宽度几乎可以实现任何材料的精密微加工,是CNTs薄膜指定结构精密制造的一种有效手段。本文采用飞秒激光对CNTs薄膜进行了理论与试验研究。首先,本文对飞秒激光与CNTs薄膜在时间尺度上相互作用的物理过程进行了讨论,描述了飞秒激光与CNTs薄膜作用的双温模型,通过该模型利用COMSOL对飞秒激光与材料相互作用过程中电子与晶格温度随时间的变化进行了模拟与分析。同时采用飞秒激光对CNTs薄膜进行了烧蚀试验,讨论了脉冲宽度300fs、不同波长条件下材料的烧蚀阈值。其次,在理论研究的基础上研究飞秒激光烧蚀CNTs薄膜材料的影响规律,通过优选打孔的方式采用不同的飞秒激光参数(波长、脉冲能量、脉冲数量)对CNTs薄膜进行烧蚀研究。研究结果表明较短的激光波长可以烧蚀较小的材料烧蚀孔径,但产生相对较大的CNTs抛出物;激光的脉冲能量是影响CNTs薄膜烧蚀孔径的主要影响因素且烧蚀孔径随着脉冲能量的增加而增大;脉冲数量对材料烧蚀孔面积和深度影响不明显。同时在微孔研究的基础上结合拉曼光谱分析进行了飞秒激光切割CNTs薄膜试验。较高的激光能量将使CNTs薄膜切割边缘产生重凝且造成材料表面损伤,合理的激光参数选择可以实现材料的完全切割,且切割位置的物理组成和缺陷度与初始材料相比未发现明显变化。最终在优选的激光参数下加工获得了良好的CNTs薄膜切割。最后,为了将CNTs薄膜应用于柔性电子设备,本文对飞秒激光切割所得的CNTs薄膜拉伸性能进行了研究。分析了不同激光能量切割CNTs薄膜沿着管束轴向与径向拉伸,较高的激光能量破坏材料原有的组织结构致使拉伸强度、杨氏模量和拉断伸长率均产生不同程度降低。论文所得飞秒激光与CNTs薄膜相互作用的结果对CNTs薄膜材料应用具有重要意义。