蓝宝石优良的光学性能、物理性能和化学性能使得其被广泛地应用于高端智能手机、平板电脑和电视等电子显示行业领域,航天航空工业、化学工艺和其他许多领域的设备。激光背向湿式刻蚀法作为一种新型的加工技术,由于其高质量的透明材料加工而得到了广泛的研究。目前,激光背向湿式刻蚀过程中所采用的工作液体主要有金属盐溶液、有机溶液及含有金属颗粒的混合溶液三种,由于工作液体的引入使得加工过程不稳定,且加工机理变得更加复杂。许多研究者采用不同的工作液体对其加工机理进行了研究,提出了一些沉积理论及物理吸附理论,但这些理论无法完全解释观察到的现象,因此本课题采用成分单一明确且无毒的金属盐溶液进行激光背向湿式刻蚀机理的研究,有利于更加明确地观察并分析其加工过程的变化,从而对其加工机理进行解释。同时,根据其研究机理,对如何选择参数对材料进行高质量加工及高效率切割具有一定的指导意义。本文以金属无机盐溶液为工作液体,对激光背向湿式刻蚀蓝宝石进行了理论和实验研究,为获得高效率、高质量的加工技术提供理论指导。首先,结合溶液的性质与在不同金属无机盐溶液中的刻蚀效果进行分析,得出二者之间的关系。其次,通过对不同溶液中的加工产物进行成分分析,得出溶液的分解温度及加工过程中发生的变化,并结合在水溶液中加入有机物的刻蚀结果进行分析,研究分解温度对刻蚀结果的影响规律。最后,通过观测激光背向湿式刻蚀过程中不同溶液的空泡动态特性,对不同激光能量密度、不同激光重复频率下的空泡动态特性进行观察,并结合不同频率下蓝宝石的刻蚀率进行分析,研究脉冲累积效应即激光重复频率对加工效率的影响。结合优化的工艺参数对蓝宝石进行高效切割及高质量刻蚀。主要研究方法和结论如下:（1）搭建激光背向湿式刻蚀系统,主要由脉冲光纤激光器（波长为1064nm）、高速摄像系统、计算机控制系统三部分组成。配制浓度为1mol/L的CuSO₄、CuCl₂、FeSO₄、FeCl₃、NiSO₄、NiCl₂等金属无机盐溶液,以这六种金属盐溶液作为工作液体,对蓝宝石进行激光背面湿式刻蚀,并采用紫外可见近红外分光光度计对六种溶液的透过率及吸光度进行测试,结合溶液在波长为1064nm的吸光度与不同溶液中的刻蚀效果进行对比分析。结果表明:在相同条件相同参数的情况下,蓝宝石的刻蚀率依次从CuSO₄、FeSO₄、NiSO₄、CuCl₂、NiCl₂到FeCl₃降低,而溶液的吸光度由高到低依次为:CuCl₂、CuSO₄、NiCl₂、NiSO₄、FeSO₄、FeCl₃,由此可知溶液的吸光度对刻蚀效果影响不大。（2）对激光背向湿式刻蚀过程中的产物进行收集,并在温度为40℃的恒温箱中进行干燥,将得到的粉末物质做EDS、XRD、XPS成分分析,研究材料去除机理和过程。结果表明:当工作液体为CuSO₄溶液时,产物成分有氧化铜和氧化亚铜,当工作液体为CuCl₂溶液时,产物成分有氯化亚铜。结合其分解方程式可知硫酸铜的分解温度低,在加工过程中分解产生的氧化铜、氧化亚铜等微纳颗粒加强了对激光的吸收,从而加强了刻蚀效果;而氯化铜的分解温度高,加工过程中分解产生的氯化亚铜少,其加工效果弱。同时为了证明分解温度对刻蚀效果的影响,在硫酸铜及氯化铜溶液中分别加入聚乙二醇及无水乙醇进行激光背向湿式刻蚀。结果表明,在溶液中加入分解温度低的无机物时的刻蚀效果比未加入有机物时的强,因此,溶液分解温度的高低是影响刻蚀效果强弱的主要因素。（3）采用搭建的高速摄影系统观测在不同溶液作用下激光背面湿式刻蚀蓝宝石过程中空泡的动态行为,研究激光能量密度、激光重复频率对空泡动态特性的影响,并结合不同频率下蓝宝石的刻蚀率进行分析。结果表明:激光能量密度越大,诱导产生的空泡越大,刻蚀效果越强;激光重复频率越高,空泡越大,刻蚀效果也越强,脉冲累积效应越明显。刻蚀率的高低是由空泡的大小所决定的,提高刻蚀率的关键是提高重复频率。（4）进行激光背向湿式刻蚀蓝宝石的工艺研究,采用单因素实验法研究激光能量密度、扫描速度和扫描次数对蓝宝石刻蚀质量和深度的影响。最后,采用优化的激光加工工艺参数实现对蓝宝石的高效切割及高质量刻蚀。