激光、原子能、半导体和计算机被誉为20世纪的人类四大发明。激光加工技术发展至今，已然成为叩开高精密工业加工的关键之匙。然而，随着现代工业制造不断地往精密化方向发展，传统激光加工技术已经走到了瓶颈，面对10纳米级别的超高精密加工显得力不从心。近几年，表面等离激元（SPPs）因其可以突破光的衍射极限实现在纳米尺度上对光的操纵而备受关注。在激光加工领域，利用贵金属表面等离子体的纳米局域光能力辅助激光加工，已被证明可协助激光实现纳米加工，加工精度可以达到令人惊叹的个位数纳米级别。据此，本文主要采用金纳米球颗粒和银纳米线这两种贵金属材料，利用其表面等离子效应辅助激光加工304不锈钢，主要的研究内容及结论如下：
　　（1）改进了金纳米球颗粒和银纳米线的传统制备工艺和方法，提高了样品的制备产率和效率。在微波环境下，用氯金酸的水相还原法制备了直径为45nm的金纳米球颗粒；以FeCl3为控制剂，使用多元醇还原法制备了直径（100-500nm）可控的银纳米线。最后，分别采用氨基硅烷化和滴涂法在304不锈钢表面组装了金纳米颗粒阵列和银纳米线。
　　（2）利用金纳米颗粒和银纳米线辅助激光加工304不锈钢。通过对比研究入射激光脉冲数、激光能量对具有和不具有Au/Ag纳米涂层的304不锈钢进行激光烧蚀，阐述了局域表面等离子体可显著提高激光烧蚀的效率。金纳米颗粒的参与使得烧蚀坑的直径扩大了9-16％，在单个脉冲数下，坑的最大深度增加了20％以上，且该增强取决于激光能量密度和脉冲数，在激光通量1.53J/cm2的单脉冲下可获得36％的最大效率。受银纳米线辅助时，存在频率阈值效应：低频率的低于阈值能量的入射激光脉冲，不会对钢片表面造成烧蚀影响。
　　（3）采用时域有限差分仿真法，通过建立仿真模型，探讨金纳米颗粒的半径大小、同尺寸形态变化，银纳米线的半径大小、同尺寸半径耦合和入射光的偏振等参数对共振局域场分布的影响。研究发现，当入射光能量和金属的表面等离子体波长一致的时候，不锈钢表面的局域场增益最高。单根银纳米线的等离子体场分布呈一维线对称性，增益值由端面向中心点靠近而急剧减小，获得最佳共振等离子场的银纳米线直径为150nm。对于双根纳米线，发现当耦合间距大于银纳米线自身的直径时，耦合效应基本消失，而且入射共振激光的偏振对等离子场分布没有影响。