随着科学技术的迅速发展,产品逐步往微型化、精密化的方向发展,其中微孔加工的需求也日益增加,如汽车和柴油机的油泵喷嘴、微型集成电路板、光纤导嘴、涡轮机发动机叶片的气膜孔等。传统的微孔加工方法主要有机械钻孔、电火花加工以及长脉冲激光加工等。然而,现有的加工方法在微孔成形效率、成形精度等方面存在技术制约,特别是难以完成对大深径比的微孔加工。因此,亟需探究更高精度、更高效率和更大深径比的制孔工艺。针对以上问题,本论文采用旋切扫描的加工方式,利用超快皮秒脉冲激光来探究在金属材料表面的高质量、高深径比的微孔成形工艺。论文在分析了皮秒脉冲激光制孔的物理过程以及皮秒脉冲激光烧蚀金属的理论机理的基础上,并通过控制变量的实验方法探究了激光旋切加工工艺参数对制孔结果的影响。主要研究内容包括以下几个部分:（1）在论述了微孔应用需求的基础上,阐述了激光制孔技术的优势,并对国内外关于激光制孔（尤其是皮秒脉冲激光制孔）的研究现状进行了分析。根据激光制孔的工艺发展情况,对比几种主要激光制孔方式（单脉冲制孔、多脉冲制孔、环切扫描制孔和旋切扫描制孔）的技术特点,分析了激光与金属材料作用的物理过程,介绍了皮秒脉冲激光烧蚀金属的机理和温度变化模型。重点分析皮秒激光旋切加工设备中各个模块（皮秒脉冲激光器模块、旋转光学模块、旋切加工头模块）的构成和作用。并对实验中所用的样品材料及实验完成后对样品材料处理方式、和测量的仪器进行了介绍。（2）主要阐述了皮秒激光旋切制孔原理,从光学系统对旋切方式制孔的孔径和锥度控制原理进行了分析,通过光束追踪法模拟出加工孔径和锥度的演化过程。在不同厚度的304不锈钢板样品上进行了一系列的基础性实验,验证了孔径模拟计算的准确性。（3）在旋切加工平台上对不同厚度304不锈钢的微孔成形进行实验探索。采用控制变量法来探究激光脉冲能量、重复频率、激光旋转速度、焦点的位置、加工时间等参数对微孔质量的影响。得出了最佳实验参数,并在不锈钢样板上制备出了孔径范围在80～300μm之间、最大径深比为1:15、锥度可控的高质量微孔。（4）分别在不同厚度（0.8 mm、1.5 mm、2 mm）的不锈钢样品上进行实验。实验结果表明:当材料厚度小于1 mm时,能够稳定地加工出孔径大小、孔型锥度可控的微孔;当材料厚度超过1.5 mm后,此时微孔加工的锥度比较难以得到控制,而对于厚度为2 mm的样品则难以完成通孔的加工。