飞秒激光的脉冲宽度极短,峰值功率极高,利用飞秒激光加工金属具有热影响区小、加工精度高等优点,在金属打孔和切割等领域具有传统激光不具备的优势,特别是航空发动机涡轮叶片气膜冷却孔对质量和精度的要求极高,利用飞秒激光在合适的工艺参数下能加工出重铸层和微裂纹极少的高质量微孔。本文针对飞秒激光多脉冲冲击法和旋切法两种制孔方法分析不同工艺参数对微孔尺寸和质量的影响,主要研究内容如下：1.分析了飞秒激光加工金属的物理过程和作用机理,简化和求解了飞秒激光对金属作用的双温模型,理论结果表明飞秒激光比皮秒和纳秒激光加工的热效应更小。2.分析了飞秒激光打孔的不同实现方法及其适用条件,以铜箔为对象,开展了飞秒激光多脉冲打孔的实验研究,并结合阈值理论确定了铜箔的烧蚀阈值,得到了不同单脉冲能量、脉冲数以及离焦量对微孔孔径、圆度、锥度以及烧蚀率的影响规律。3.利用多光楔旋切加工系统开展了飞秒激光旋切微孔实验,分析了不同工艺参数对微孔加工的影响,得到孔径在0.1-1.2mm范围内可控的高精度深孔。4.开展了飞秒激光切割铜箔的实验,分析了影响飞秒激光加工金属表面质量的原因,通过测量铜箔断面粗糙度得到不同单脉冲能量和切割速度对表面质量的影响规律。提出小功率激光再扫描修复的加工方法,找到提高加工表面质量的优化工艺参数,降低粗糙度值,并验证了此方法对孔壁质量提高的可行性。图49幅,表1个,参考文献60篇