飞秒激光具有超快、超强的特性,在微纳加工制造中展现出了高质量、高精度的优势。目前飞秒激光加工已广泛应用于航空航天、微电子、生物医疗等领域。激光在材料表面激发等离子体与表面等离激元,可以诱导表面周期纳米结构。本文搭建了飞秒激光双光束干涉系统,研究了飞秒激光诱导周期表面结构。取得的主要研究成果如下:1.介绍了一种监测飞秒激光双光束干涉实验中共点和同时的新方法。探讨了借助CCD相机实时监测共点和同时信号的优势,发现该方法适用性强,操作方便,局限少。解决了双光束干涉实验中,倍频晶体需要定做,价格比较昂贵,并且倍频信号不容易监测到的问题,为高效监测同时信号提供了新思路。2.利用515 nm飞秒激光双光束干涉技术,结合柱透镜线扫描技术,在30 s内制备了面积为10×10 mm2的微米-纳米复合结构,极大地提升了激光加工效率。微米-纳米复合结构极大地提升了表面粗糙度,在毛细效应的作用下,硅在空气中显示出超亲水性,接触角从40°降为0°。通过测量烧蚀前后硅表面的X射线光电子能谱,发现激光加工后硅表面的Si-OH和H2O分子的含量分别增加22.3%和13.6%,这进一步增强了硅表面的亲水性。随着激光照射功率的增加以及扫描速度的下降,硅表面接触角逐步下降。3.利用1030 nm飞秒激光双光束干涉,在硅表面制备了周期为980 nm的规则均匀的亚波长周期条纹,其中干涉周期与条纹周期相同。基于相干共振增强的理论,调控激光能流密度和扫描速度在硅表面可以制备周期为490 nm和250 nm的纳米条纹。通过旋转样品进行二次加工,在硅表面制备了不同形貌的二维结构。