随着微结构在微流控、微机电等微细系统中的广泛应用,在各种材料表面加工高质量的微结构就显得特别重要。目前,加工微结构的主要方法有精密机械加工、微电火花加工、微细电解加工、光刻加工、离子束加工、激光加工等。其中,短脉冲及超短脉冲激光由于其极高的峰值密度,加工时能够产生具有高质量、高精度的微特征,成为了被广泛应用的微加工技术。皮秒激光由于其既兼顾飞秒激光的“冷加工”特性,又兼顾纳秒激光的稳定可靠等特点,成为了人们关注的重点。当然,皮秒激光也存在其局限性,比如说在加工脆性或透明材料时,由于材料对皮秒激光的吸收系数较低,加工效率受到了很大的限制。在此基础上,研究人员提出了激光诱导液体等离子体微加工（Laser Induced Plasma Micromachining,LIPMM）方法。LIPMM 可以提高激光吸收效率,是一种能够实现多材料加工的极具潜力的新工艺。然而,传统的LIPMM加工采用的介质多为静止水（S-LIPMM）,这就导致加工过程中会出现大量的气泡,加工碎屑也会悬浮在工件上方,不利于激光在水下的传输,影响加工效果和效率。为了更好的了解LIPMM技术,本文从等离子体的形成与演化入手,对LIPMM进行了理论研究。同时,为了有效的去除S-LIPMM加工过程中出现的气泡及加工碎屑,改善加工效果,提高加工效率,本研究将一层薄而稳定的流动水层引入LIPMM中（F-LIPMM）,利用单因素及响应曲面法试验进行工艺研究。本文的主要研究内容如下:1.对LIPMM加工原理进行了阐述。从等离子体自由电子速率方程出发,建立了考虑多光子电离、雪崩电离、扩散和复合损失的二维轴对称模型,研究了等离子体的形成与演化,对LIPMM加工时的聚焦过程进行了分析,为LIPMM的试验研究提供了理论支撑。2.对比研究了S-LIPMM以及F-LIPMM技术对304不锈钢的加工效果,验证了F-LIPMM能够加工出热影响区（Heat Affected Zone,HAZ）更小、表面更光滑、深径比更大、材料去除率（Material RemovalRate,MRR）更高的微通道。采用单因素试验研究工艺参数对微通道加工效果的影响规律,为F-LIPMM在不锈钢表面微通道加工的后续研究和实际应用提供试验依据。3.利用F-LIPMM在不锈钢表面加工微通道。采用响应曲面法（Response Surface Methodology,RSM）中的中心组合设计（Central Composite Design,CCD）方法,研究了水速、激光脉冲能量、频率和扫描速度等工艺参数对微通道宽度、深度、MRR和HAZ响应的影响。建立了加工宽度、深度、MRR和HAZ的回归模型,并通过方差分析（Analysis of Variance,ANOVA）方法验证了模型的正确性。结果表明,所开发模型的预测响应与试验结果相似。在此基础上,通过多目标优化,获得了加工具有高深径比、高加工效率和优异表面质量的微通道的最优工艺参数。4.为了证明F-LIPMM在微结构加工方面的应用前景,在304不锈钢表面加工了微网格、微方孔结构;同时,为了证明F-LIPMM的多材料应用性能,在玻璃和聚甲基丙烯酸甲酯材料（Polymethyl Methacrylate,PMMA）上加工了微流道结构。