本工作提出液相下二氧化硅微球作为聚焦透镜辅助激光直写的新思路,在铁镍合金和钛合金表面制造出小于常规激光直写加工尺寸的微纳结构,并通过扫描电子显微镜(SEM)和接触角测量仪研究了激光功率、微球尺寸和浓度等参数对其表面形貌结构及接触角的影响。主要研究了微球辅助激光加工及微纳结构特性相关的背景、发展现状及基础理论包括激光与物质相互作用机理、微球辅助激光加工机理以及液相下微球辅助激光加工机理,为实验研究提供了研究背景和基础理论。介绍了液相下微球辅助激光加工工艺及实验结果测试分析设备,并且设计了实验系统。液相下微球辅助激光加工铁镍合金,选择不同尺寸二氧化硅微球和不同浓度微球溶液,改变激光功率、激光扫描次数、激光扫描间距以及激光扫描速度等参数进行实验,在铁镍合金表面加工出了凹坑状结构,验证了该方法的可行性。利用扫描电子显微镜对结构进行表征,详细分析了激光参数对表面微纳结构的影响、微球溶液浓度对表面微纳结构的影响以及微球尺寸对表面微纳结构及其浸润特性的影响。分析表明:激光功率决定了结构的形状,随着激光功率的增加,凹坑结构尺寸有增大的趋势;微球的浓度决定着凹坑结构的数量;微球的尺寸决定着凹坑结构的大小。通过液相下微球辅助激光加工在铁镍合金上加工出了多种结构并发现了各参数条件对结构的影响趋势。液相下微球辅助激光加工钛合金,根据加工铁镍合金时得出的规律,在加工钛合金时,重点研究激光功率、激光扫描间距以及微球尺寸对微纳结构和浸润性的影响,进行实验并得到以下几点结论:(1)随着所用激光功率的增大,钛合金上产生的微米级凹坑形结构的大小和深度有增大的趋势,纳米孔的数量有减少的趋势,波纹形结构也有加深的趋势,结构的接触角也有增大的趋势。(2)激光扫描间距较大时,基本只有凹坑形结构,扫描间距较小时,既有凹坑形结构又有波纹形结构,随着扫描间距的减小,凹坑形结构的数量增多;结构的接触角大小受凹坑形结构的大小、数量以及波纹形结构的有无所影响。(3)随着微球尺寸的增加,凹坑形结构增大,凹坑形结构越大,结构的接触角越大。根据得出的结论,改变参数,可以制备出所需特定浸润性的钛合金表面微纳结构。本实验可能为在钛合金表面的亲水和疏水结构设计以及亲疏水结构转换方面提供了新的研究思路;而由于加工过程在液相条件下进行,溶液可重复利用,无需耗时配置,具有节省材料,省时高效的优点;加工微球被限制在了溶液中而不会向空气中扩散,降低了实验中吸入二氧化硅颗粒的可能性,是一种健康环保的绿色加工方式,并有机会应用到未来的科研及生产中,具有非常广阔的潜在价值与意义。