激光微加工具有重要的科学意义和应用价值,在近半个世纪以来得到了广泛研究。本文使用纳秒和飞秒激光,搭建了复杂曲面部件激光精密加工实验系统,研究了复杂曲面激光着色和气膜孔加工。主要研究结果如下:(1)研究了激光在复杂曲面上加工均匀结构色的实验方法,包括样品分区规划、复杂加工路径设计、调整样品姿态保证激光垂直入射、焦点控制等。利用波长为532 nm、脉宽为90 ns的纳秒激光器,精密五轴运动系统,以及自主研发的计算机辅助制造程序,通过精确控制机械运动和激光辐照参数,在平面和复杂曲面上制备了亚波长周期条纹。研究了不同激光能流密度和扫描速率对条纹形成的影响,发现能流密度F=7.52 J/cm~2和扫描速率v=7.0 mm/s时,形成最佳条纹。结合偏振控制器件,发展了一种同步偏振控制技术,实现对激光偏振方向的同步控制,从而实现对条纹方向的精确操控,同时研究了不同的条纹方向对着色效果的影响。在不锈钢平板上制备了颜色鲜艳、外轮廓清晰的彩色图案,进一步实现了复杂曲面上彩色图案的制备。(2)分析了激光旋切打孔的特点。采用飞秒和纳秒激光相结合的加工方式,通过设计一系列计算程序,在镍基合金平板上实现了异型气膜冷却孔的高精度加工。检测结果表明,异型孔轮廓边线明晰,圆角规则,几何误差均小于25μm,内壁规则、平滑,没有明显的烧蚀物附着。在复杂曲面部件三维结构的激光制备方面,发展了基于迭代误差补偿的复杂曲面加工作用点精密定位和复杂曲面微孔方向角无损检测等关键技术。实验结果表明,涡轮叶片气膜孔XYZ三个方向上的定位误差均小于150μm,三个方向角误差均小于0.4°。