气膜孔的加工精度与质量成为保证涡轮叶片可靠性与稳定性的关键,以超短脉冲激光为基础的新型加工技术的出现为高品质气膜孔加工提供了解决方案,为进一步探究超短脉冲激光制备气膜孔的烧蚀机理及微加工工艺,本文主要进行了以下研究工作:（1）以DD6单晶高温合金为研究对象,通过定点冲击的实验手段,研究了飞秒激光作用下材料的阈值行为,基于烧蚀直径与脉冲能量的关系推算了不同脉冲个数下的能量阈值;并以双温度场模型为基础,描述了激光能量在材料内部的沉积及电子-晶格间的能量耦合过程,借助所得的温度场信息绘制了不同脉冲能量下的烧蚀形貌,对材料烧蚀阈值、蚀坑几何特征及重熔层厚度进行了预测。（2）基于分子动力学方法,并耦合双温度场模型,系统地模拟了纳米厚度的镍镀层在飞秒激光辐照下的热动力学行为,从原子尺度下描述了激光能量在模拟体系内的沉积及传导,并以此为基础分析了强烈激光作用下材料的升温、熔化、断裂及应力波的传播等物理现象;探究了不同脉冲能量密度下材料的熔化、气泡形核和机械断裂过程,构建了飞秒激光烧蚀纳米镍的原子级图像,并以此为基础揭示了各能量密度下纳米镍的烧蚀机制。模拟结果显示,应力波的存在会使材料内部产生气泡形核,进而引发光致机械断裂现象;本研究中,低能量密度（400J/m2）下以应力导致的下表面熔化为主,高能量密度（1000J/m2）下应力导致的材料内部熔化是主导过程,而中等能量密度（700J/m2）下,材料的熔化则由上表面吸收激光能量迅速升温引起熔化,由于应力波的传播和叠加导致的内部未熔化区发生局部熔化以及下表面应力波导致的熔化三种机制共同决定。（3）基于电子速率方程构建了以雪崩电离为主的等离子体激发模型,对不同脉宽下等离子体的激发形貌及其时空演化给出了详尽的描述,结果显示,等离子体激发的持续时间随脉宽的增大而不断延长,但其激发区域却不断减小,脉宽的改变使得激光能量在时间尺度及空间尺度的分布出现差异,从而影响了等离子体的激发。同时,以能量密度为判据,预测了不同脉冲能量下304不锈钢微加工的几何特征,随着脉冲能量的增加,微加工沟槽深度及宽度都随之增加,计算结果与实验结果保持了一致的定性规律,但模型中对于电子扩散及重组的忽略导致数值上计算结果偏大。