蓝宝石具有高耐磨性、高硬度、高脆性和化学性能稳定等特点,是蓝光LED最主要产业化衬底、工业及国防领域主要的窗口材料和耐磨轴承材料。传统金刚石划切方法存在崩边、破裂和刀具磨损等缺点,干法和湿法化学刻蚀很难对其进行加工,激光干式加工出现重凝层和热破坏等缺陷。激光诱导湿式背刻蚀法可以有效的避免激光干式加工的缺点,而且还具有无重凝层、微裂纹少、热影响区较小等优势,在透明材料的精密切割、微流道以及其他微结构的加工,具有极大的研究意义。本文采用基于光诱导微射流增强效应的脉冲红外激光加工蓝宝石材料的新技术,协同加工过程中的光化学作用和流体冲击作用,获得高效率、高质量的加工表面。本文对以CuSO4溶液为工作液体的脉冲红外激光(波长λ=1064nm)诱导背面湿式刻蚀蓝宝石进行了理论研究和实验研究。首先,总结了激光诱导湿式背刻蚀蓝宝石的研究意义、传统蓝宝石加工技术存在的问题及国内外研究现状；其次,研究脉冲红外激光诱导背面湿式刻蚀蓝宝石的材料去除机理；分析加工过程中存在的光热现象、光化学反应以及激光诱导空泡的产生与溃灭和液体中压强的变化,最后通过单因素实验研究了激光加工工艺参数(脉冲能量、扫描速度、扫描次数、液体浓度和液膜厚度)对激光划槽尺寸(划槽深度和宽度)及表面质量的影响规律。主要得出以下结论：1.本文采用激光诱导背面湿式刻蚀法刻蚀蓝宝石,采用无机盐溶液--CuSO4溶液--作为工作液体辅助脉冲红外激光加工蓝宝石。实验中采用高速摄像仪观测空泡的脉动过程和加工区域的液体流场的运动情况。采用Rayleigh-Plesset方程对空泡的脉动过程进行数值计算分析空泡的内部的压强的变化,得出空泡内的压强可以很高的压强,在加工区域的液体中形成高强度的冲击波。在空泡膨胀形成的冲击波和塌陷形成的微射流和逆射流引起的液体流动,由于限制层的作用在限制层和蓝宝石之间形成了两个环形回流区并增强此区域的液体内压强,增强对蓝宝石的冲刷和液体上溢的能力。2.采用EDS对不同方式加工的刻槽以及刻槽的不同区域进行材料成分的检测,发现刻槽底部的铜元素的含量大于刻槽边缘铜元素的含量；采用一维热传导方程对激光与材料相互作用区域的温度场进行分析,发现在固液接触面的液体的温度并没有达到蓝宝石的熔点。因此可以得知：CuSO4溶液吸收激光能量后产发生光化学反应,在蓝宝石背面形成含铜元素的沉积层,沉积层增强了蓝宝石对1064nm激光的吸收率而使得蓝宝石产生刻蚀；由于限制层的作用,增强液体沿切槽上溢能力,产生刻槽底部的铜元素的含量确实大于刻槽边缘铜元素的含量的现象。3.分析了激光划切蓝宝石过程的主要影响因素,采用单因素实验法研究了脉冲激光能量、扫描速度、重复次数、液体浓度以及液膜厚度划槽尺寸及质量的影响规律。实验结果发现：(1)随着脉冲能量的增加,刻槽的深度和深度随之增加；但刻槽槽底变得整齐,边缘的变得整齐,避免了由于激光能量小的引起的加工的缺陷；(2)扫描次数的增加,刻槽深度和宽度增加；由于扫描次数较小时,产生的光化学沉积层不均匀产生刻槽质量较差,随着扫描次数的增刻槽的质量也显著增强；(3)低浓度CuSO4溶液在激光作用下产生的沉积层不均匀造成刻槽宽度窄而且浅,不均匀的沉积层也造成刻槽质量极差,随着液体的浓度的增加,刻槽质量得到改善。(4)刻槽的宽度和深度随着重复次数增加而增加,刻槽质量也随之改善；(5)随着液膜厚度的增加,出现刻槽深度的先增加然后减小的变化过程,在液膜厚度小于空泡直径是出现加工不稳定的现象；当液膜厚度稍大于空泡最大半径会出微射流增强效应。