为了定量研究红外激光辐照下砷化镓的损伤过程, 采用波长1080 nm的光纤激光作为光源, 接收砷化镓前后表面经激光照射产生的散射光, 依据接收到的散射光强度对损伤过程进行实时监测, 并建立有限元模型研究了砷化镓温度场和散射信号的演变规律。结果表明, 散射曲线的3个阶段分别代表了砷化镓处于非本征吸收阶段、本征吸收阶段和表面损伤阶段; 当激光功率密度为1.8 kW/cm²、辐照时间为193 ms时, 表面开始损伤, 可以观察到滑移线; 对损伤中心的元素含量进行分析, 氧元素含量大大增加, 说明热应力和氧化反应是激光致砷化镓表面产生损伤的主要机制。此研究可为激光辐照过程中砷化镓的温升、热应力和烧蚀等深入研究提供理论和实验依据。

为了研究组合脉冲激光与单晶硅材料的相互作用过程，采用两束脉宽分别为7ns和1ms的脉冲激光复合作用的方式，进行了单束毫秒脉冲激光和组合脉冲激光辐照硅片的实验研究，并结合数值计算对比了两种激光工作模式辐照造成的表面损伤形貌；根据组合脉冲激光延迟时间的不同将损伤形貌分为3类，对熔融深度和表面损伤半径做了进一步的研究。结果表明，组合脉冲激光的损伤效应更为严重，包括解理裂纹、烧蚀和皱褶，表面损伤半径主要取决于入射毫秒脉冲激光的能量密度，而熔融深度随延迟时间的增加而减小；毫秒脉冲激光的预加热以及纳秒脉冲激光造成的表面损伤与后续毫秒脉冲激光的相互作用，使得组合脉冲激光具有更好的损伤效果。该研究结果可为今后组合脉冲激光加工半导体材料提供参考。

为了研究7075铝合金在激光与外载荷联合加载下的失效行为, 采用最大拉力50 kN的拉伸伺服试验机与工作波长为1070 nm的6 kW连续光纤激光系统对7075铝合金进行了不同预载荷与不同激光功率密度下的联合加载实验, 获得了该材料的拉应力-时间曲线、温度-时间曲线、失效时间-功率密度曲线、失效温度-功率密度曲线等, 分析了功率密度与预载荷对失效过程、失效温度和断裂形貌的影响。结果表明, 在相同的预载荷下, 激光功率密度的增大会导致失效时间非线性下降, 失效温度是否有较大变化取决于预载荷的大小, 当预载荷大(330 MPa, 440 MPa)时, 失效温度随功率密度增加略有升高, 预载荷较小(110 MPa, 220 MPa)时, 失效温度变化规律不单调; 在相同的激光功率密度下, 预载荷增大, 失效时间减少, 功率密度较大、预载荷较小时, 失效行为变得相似; 在一定的功率密度(315 W/cm², 351 W/cm²)下, 失效温度随预载荷的增大先增大后减小。该结果进一步揭示了7075铝合金的失效机理。