脉冲激光是激光刻蚀技术中常用的激光光源,研究不同脉宽激光与材料相互作用热效应,能够揭示脉冲激光参数对刻蚀结果的影响规律与机理,拓宽脉冲激光在激光刻蚀中的应用,提高刻蚀的效率。但是,脉冲激光与材料作用的瞬态过程难以通过实验完整准确的观测,因此本文通过建立毫秒与皮秒激光刻蚀铝合金有限元仿真模型,探究了不同激光参数对温度场和刻蚀结果影响规律,开展了皮秒激光刻蚀实验与仿真分析。主要研究内容及成果如下:（1）研究了激光与材料相互作用基础理论。基于傅里叶热传导理论,分析激光与铝合金相互作用温度场理论模型;特别考虑动态变化的激光吸收率,并使用等效比热容对铝合金相变过程进行处理。（2）通过建立毫秒激光刻蚀铝合金有限元仿真模型,研究了单脉冲能量与重复频率对激光作用中心点温度变化、径向与纵向温度分布、汽化时间阈值的影响规律。结果表明,在重复频率500 Hz,单脉冲能量7.2 J,50个激光脉冲作用下最高温为2510 K;增加重复频率与单脉冲能量能够有效促进热累积效应;表面径向1 mm与内部纵向0.6 mm区域内,热效应明显;在单脉冲能量10 J下,当重频大于300 Hz时,汽化时间阈值均小于0.013 s。（3）通过建立皮秒激光刻蚀铝合金有限元仿真模型,研究了单脉冲能量与扫描速度对刻蚀结果的影响规律,并对激光焦点固定与焦点跟随加工方式开展仿真分析。结果表明,在给定参数下,单脉冲能量从9.7μJ增加至43.2μJ时,仿真刻蚀深度由2.05μm上升至2.64μm;扫描速度从200 mm/s增大至460 mm/s时,仿真刻蚀深度从3.21μm下降至1.12μm;激光焦点跟随加工方式在50μm、100μm、150μm离焦量下,仿真刻蚀深度均为3.31μm,能够有效修正离焦量的影响。（4）开展了皮秒激光刻蚀实验与仿真分析。对比不同单脉冲能量与扫描速度下实验与仿真刻蚀结果,验证仿真模型有效性;进行激光焦点固定与焦点跟随刻蚀实验;基于仿真结果,对激光参数引起表面粗糙度变化的机制进行综合分析。结果表明,实验与仿真刻蚀结果吻合较好;激光焦点跟随加工方式在刻蚀过程中焦点更精准的聚焦于刻蚀区域表面,刻蚀深度保持稳定;在给定参数下,单脉冲能量从9.7μJ增加至45μJ时,表面粗糙度由3.2μm减小至1.6μm;刻蚀间隔从7.5μm增加至15μm时,表面粗糙度由1.1μm增加至3.1μm;扫描速度由220 mm/s增加至380 mm/s时,表面粗糙度由1.5μm增加至3.3μm;根据相应激光参数下的仿真刻蚀表面形貌,刻蚀区域内的峰谷高度差值变化引起了表面粗糙度的改变。