飞秒激光脉冲的时域宽度比电子-声子热平衡的典型时间尺度更短。飞秒激光脉冲对金属的烧蚀过程中能量吸收是非热的,烧蚀阈值通常低于长脉冲的烧蚀阈值。超短的脉冲持续时间和超高的功率密度可以大大降低材料热损伤,提高加工精度和质量,这些特性使得飞秒激光脉冲在精密雕刻和超精细微加工中具有不可替代的地位。脉冲整形系统可以将变换极限脉冲转变为具有某些特定性质的“新脉冲”,如增加脉冲的时域宽度、产生脉冲序列、改变脉冲时域结构等,以至于可以根据实验材料特殊的物理特性设计具有针对性的整形脉冲。本文应用正弦位相整形脉冲三脉冲序列和七脉冲序列对单晶Cu材料进行烧蚀,研究了烧蚀形貌随整形条件的变化规律;应用正弦位相获得具有复杂时域结构的脉冲序列对单晶Cu材料进行烧蚀,研究了烧蚀形貌与整形条件的关系;调控正弦位相的参数As和T,研究了烧蚀单晶Cu材料的荧光强度和烧蚀深度;应用三次位相整形脉冲序列烧蚀单晶Cu材料,对其烧蚀形貌和烧蚀深度进行分析。具体研究内容如下:（1）应用正弦位相调制产生的两种时域整形脉冲序列（三脉冲序列和七脉冲序列）烧蚀单晶Cu材料。详细研究了在真空环境（0.9 Pa）下,烧蚀形貌特征随不同实验条件的变化规律,如脉冲能量、子脉冲个数、子脉冲间隔等。发现脉冲总能量和脉冲序列时域结构均影响烧蚀区域宽度。随着脉冲序列整体能量通量的增加,样品表面的烧蚀区域宽度变大,相同能量通量条件下的两种整形脉冲形成的烧蚀区域宽度相近,差别并不明显。此外,随着子脉冲间隔的增加,烧蚀区域宽度变化也不明显。烧蚀区域内部是一个类似于陨石坑的结构。烧蚀坑由两种不同的斜坡结构组成,即位于烧蚀坑中心的陡坡结构和位于烧蚀坑边缘的环状缓坡结构。其中,缓坡结构的深度几乎不变,而缓坡宽度随子脉冲间隔的增加而缓慢增加;陡坡深度随子脉冲间隔增加明显减小,而陡坡宽度缓慢减小;烧蚀坑整体深度随子脉冲间隔增加明显减小,而整体宽度缓慢增加。烧蚀坑深度变化趋势更加明显,而宽度变化趋势比较小。烧蚀坑边缘的环状缓坡结构形成于低能量通量作用,其深度几乎不随子脉冲间隔变换。烧蚀坑中心区域的陡坡结构形成于高能量通量作用,其深度随子脉冲间隔增加变化明显。通过拟合烧蚀坑整体深度曲线,我们定义一个系数K来表征随子脉冲间隔增加等离子体屏蔽效应的强度。对两种整形脉冲序列在三个能量通量条件下的系数K进行了实验提取,并给出了相应的物理解释。（2）应用三种正弦位相整形脉冲序列对烧蚀Cu形成的荧光和烧蚀坑深度进行了研究。发现荧光强度与整形脉冲序列的能量通量、时域结构和子脉冲间隔等密切相关,烧蚀深度和荧光强度的变化规律也存在着一定的关联。等离子体屏蔽效应在烧蚀过程中,对烧蚀深度和烧蚀形貌的获得起到了非常重要的作用,As=2.4和As=3.4时,荧光强度随子脉冲间隔的增加先增大后减小;As=4.2时,荧光强度随子脉冲间隔的增加先增大,后减小,最后再增大。将这种现象归因于在烧蚀过程中等离子体屏蔽效应出现的次数对荧光强度的影响,随后与烧蚀深度做对比,基于多方面的实验现象,说明等离子体屏蔽效应对整形脉冲序列的烧蚀过程有着至关重要的影响。烧蚀深度随子脉冲间隔变化的规律与荧光强度的变化规律恰好相反,表明等离子体屏蔽效应对深度是负向机制而对荧光激发是正向机制,当As=4.2时,烧蚀过程中产生了等离子体的二次喷发,形成了两层熔融物凝结结构。当参数T值不变而As值由0.2逐渐增加值7.2的过程中,相当于整体脉冲时域宽度增加,子脉冲个数增加,再一次发生了等离子体二次喷发而形成的屏蔽效果,荧光强度和烧蚀深度的变化规律仍然是相反的,熔融物再凝结也出现了双层圆形结构。（3）研究了正弦位相整形脉冲子脉冲间隔对烧蚀深度的影响及对烧蚀过程中相关机制的控制与优化,选取了三脉串序列（TPT）和七脉串序列（SPT）,改变脉冲的总能量通量F和子脉冲间隔Δt。基于电子多重加热和等离子体屏蔽机理,通过控制子脉冲的数目和子脉冲间隔,研究了烧蚀坑深度的变化规律。当子脉冲间隔小于0.4 ps时,电子多重加热效应强于等离子体屏蔽效应;当子脉冲间隔大于0.4 ps时,等离子体屏蔽效应是主要机制,随着子脉冲间隔的增大电子多重加热效应减弱而等离子体屏蔽效应增强。七脉冲序列烧蚀样品材料时,电子多重加热效应更为明显。此外,研究了由脉冲序列激发的相干声子振荡对烧蚀深度的影响,烧蚀深度的变化是等离子体屏蔽效应和相干声子震荡叠加的结果。应用三次位相整形脉冲烧蚀Cu材料,分析了不同整形条件对形貌和烧蚀深度的影响。基于电子多重加热机制,分析了负三次位相在烧蚀中的优势。