近年来,脉冲激光加工技术在微纳制造、医疗、航天等领域扮演着越来越重要的角色。金属薄膜结构在工业、国防、军事等多个领域应用广泛。利用脉冲激光加工技术实现金属薄膜特定微结构的加工或表面处理得到了众多学者的关注。获得更高的加工精度、提高脉冲激光加工效率、适应各种材料或结构的加工需求等成为该领域研究的热点。本文从紫外纳秒脉冲激光加工以硅为基底的铬薄膜的研究出发,对激光烧蚀进行了分析。利用有限元方法对单脉冲能量、偏焦量、热传导过程等进行了定量分析计算,并预测了以上参数对激光烧蚀的影响。利用紫外纳秒激光微结构加工系统在铬薄膜上设计并进行了一系列加工实验,验证有限元分析的预测结果。主要研究工作如下:根据金属对高斯激光能量的吸收、反射以及激光能量在金属中的传导过程,从理论上研究了纳秒激光的能量与铬金属烧蚀的数学关系。考虑到连续加工过程中的偏焦情况,计算了高斯激光能量在偏焦状态下的分布,以及该状态下的激光能量与铬金属烧蚀的关系。以双温模型为基础构建了纳秒脉冲激光加工模型,并利用有限元仿真工具分析了激光加工的动态过程。单脉冲激光加工的分析结果预测了激光能量、偏焦量与材料去除深度的关系,并得出一定激光能量条件下的材料表面微结构的形成时间。通过对单脉冲激光加工热影响区域内材料温度的追踪,描述出热影响区域内材料温度的变化趋势。多脉冲激光加工的分析结果预测了激光能量、偏焦量和脉冲个数与材料去除深度的关系。利用原子力显微镜测量激光在铬薄膜表面形成的微结构的材料去除深度、表面结构以及加工区域周围的形貌。实验结果定量的描述了激光加工过程中激光能量、偏焦量、脉冲个数与材料去除深度、表面结构的关系。利用实验得到的材料去除机制与激光能量的关系对实验值与预测值的关系进行了解释。