自然界中许多生物因其自身表面特殊的微-纳米结构从而表现出了神奇的现象和功能。受到这一启示，科研人员们通过化学沉积法、模板法、表面刻蚀法、激光诱导制备法等多种方法在材料上制备出类似于这些生物体表面的微-纳米结构，使得材料表面的某一种或多种性能得以改变、改善或实现，并应用于日常生活、工业、医疗、生物催化、新能源、微光电器件等方面，从而造福人类。其中，利用激光与材料表面相互作用制备微-纳米结构的方法因具有可操作性强、效率高且对环境友好等特点，很快便成为了表面工程领域的研究重点。　　金属材料具有耐热性好、机械强度高、不易受到损伤等优点，无论是在我们的日常生活中，还是在工业、医疗或军事等领域中，占有率都非常大。通常情况下，为了使其表面更加美观，或改善光学特性，或提高防氧化、抗腐蚀、耐磨等性能，需要对金属表面进行相应的处理。　　本文构建了纳秒激光微加工系统。首先，在T2紫铜表面大面积快速制备陷光微纳结构，以增强其光学吸收率。研究了不同的扫描间距、扫描速度、及不同填充方向二次叠加扫描三种情况下样品表面生成微纳结构的差异，以及对增强光学吸收率的影响；其次，对TC4钛合金表面进行了激光制备多种结构色实验研究，通过扫描的方式在其表面制备出了大面积的蓝色、浅灰色、黑色、深金色和深灰色这5种结构色。当从不同角度、不同的光学环境下观察样品时，发现除了蓝色样品的颜色略有变化外，其它样品基本保持着较为稳定的结构色；同时，通过工艺参数控制、夹具改进等方法，解决了内锥面结构的H85黄铜样件的表面发黑工作，以起到消光、防氧化、抗腐蚀等作用，使激光着色技术的应用对象由简单容易的外平面发展到稍微复杂的内锥面，为该技术的发展奠定了基础。另外，结合生成的表面微-纳米粒子的物理性质、氧化效应以及陷光结构吸收特性，对金属铜和钛合金样品表面发生的光学吸收率变化以及颜色的变化进行了理论分析。