高能激光与单晶硅相互作用的研究在激光微加工、太阳能电池、光电探测器以及集成电路等应用领域有着重要的价值。目前,各类激光与单晶硅相互作用的研究层出不穷,激光参数与单晶硅相互作用的规律研究,为人们扩大单晶硅应用需求和指导单晶硅加工工艺提供一定理论依据。近年来,对激光作用单晶硅的研究多数集中在单波长脉冲激光上,多波长复合脉冲与单波长脉冲激光辐照产生的损伤特性也存在差异,因此多波长复合脉冲激光与单晶硅相互作用的研究具有很高的应用价值。通过数值仿真和实验验证两种方式的结合,对1064nm激光和532nm激光以及两者复合辐照单晶硅的相互作用进行研究,对它们损伤特性进行分析。基于傅里叶热传导、弹性力学理论建立了 1064nm、532nm激光和两者复合辐照单晶硅的温度场和应力场模型;利用有限元仿真软件进行仿真模拟,分别模拟了 1064nm、532nm激光和复合激光辐照作用单晶硅的瞬态温度场、热应力场分布,得到了单晶硅温度场和应力场随激光能量变化的规律,1064nm、532nm激光和复合激光致单晶硅的损伤半径和熔融深度变化曲线。其中,在复合激光能量不变时,两脉冲激光的能量配比和延迟时间,对单晶硅损伤特性也有一定的差异性。能量配比不同时,当532nm激光能量占比增大时,单晶硅的损伤半径和熔融深度也随之增大。当1064nm激光能量占比增大时,对单晶硅的损伤半径和熔融深度随之减小;无延迟作用时,复合激光辐照作用单晶硅发生的损伤效果最大。有延迟时间存在时,随着延迟时间的增大,复合激光致单晶硅的损伤效果先降低后增大,然后逐渐变小。最后,论文还搭建了单晶硅的损伤实验测试系统,分别进行了 1064nm激光和532nm激光辐照单晶硅的损伤实验,1064nm、532nm激光累积辐照单晶硅的损伤实验。实验得出1064nm和532nm激光辐照单晶硅的损伤阈值能量,并对仿真得到的1064nm激光和532nm激光致单晶硅损伤的变化规律进行了验证。研究表明:纳秒激光作用单晶硅的损伤研究中,单晶硅主要受到表面损伤与应力损伤,复合激光可以显著地提升单晶硅的损伤效果。实验测试出1064nm激光致损伤阈值为2.1J/cm2、532nm激光损伤阈值为0.20J/cm2;其中532nm激光致单晶硅的损伤效果最为明显。随着激光能量增大,单晶硅的损伤半径和熔融损伤深度都随之增大,当损伤半径增大到一定范围后趋于稳定,熔融损伤深度则一直增大。实验得出的热熔融损伤半径和损伤深度变化规律与仿真模型得出的结果基本一致。