目前，传统的长脉冲、连续脉冲激光由于加工机理的原因不可避免地存在热影响问题，已经难以满足激光微织构技术的加工需求，随着激光加工技术的迅速发展，皮秒激光加工正在逐渐取代传统激光加工方式。本文自主研制了一套完整的多功能皮秒激光加工系统，利用该系统探索皮秒激光表面微织构技术应用于多种材料加工的可行性，并对皮秒激光微织构加工进行了机理分析和试验研究。　　首先，阐述了激光与金属的能量耦合过程，分析了皮秒激光对金属材料的烧蚀机理；介绍了烧蚀阈值的概念，并且分析了激光加工过程中光学参数对烧蚀阈值及加工形貌的影响规律。　　其次，针对多功能皮秒激光加工系统的设计目的、性能要求、部件配置和功能实现等问题，开展多功能皮秒激光加工系统的研制工作。分别设计了光学系统、机械系统、控制系统及辅助系统，并且在各部件的选型基础上进行了集成优化、功能整合和控制实现。多功能皮秒激光加工系统的研制为后续系统开展皮秒激光微织构工艺研究奠定了良好的基础。　　然后，利用多功能皮秒激光加工系统对金属材料的激光表面微凹坑工艺试验展开研究，探讨了皮秒激光的重复频率、持续时间和激光功率对微凹坑形貌的影响规律。结果表明：微凹坑的直径和深度随着重复频率的增大先增大后减小，随着激光功率和持续时间的增大而增大。于此同时，针对多种金属材料进行了皮秒激光微凹槽工艺试验，分析激光功率和扫描速度对微凹槽的影响规律。结果表明：微凹槽的宽度和深度随着激光功率的增大而增大，随着扫描速度的增大而减小。　　最后，研究了皮秒激光对非金属材料的烧蚀过程，着重对硅和玻璃这两种材料进行了皮秒激光微凹槽工艺试验研究，探索宽禁带材料皮秒激光加工的可行性，分析激光功率和扫描速度对微凹槽形貌的影响规律。结果表明：微凹槽的宽度和深度随着激光功率的增大而增大，随着扫描速度的增大而减小。试验为扩展激光微加工材料，增加微织构应用范围提供了相关依据。