高频超声显微镜具有出色的空间分辨率与相对较大的穿透力,在芯片封装检测、新材料研发、特种金属焊接性能表征以及生物医学基础研究等领域具有重要的应用价值。高频（>15 MHz）超声换能器是超声显微镜的核心部件,其性能直接决定超声成像质量。尺寸小、制备工艺复杂、精度要求高、多学科理论交叉等因素又导致了换能器成为超声显微技术发展的瓶颈。菲涅尔阵比现有的超声显微镜换能器成像景深更长、空间分辨率更好、信噪比更高。其次,采用压电性能最高的弛豫铁电单晶PMN–x%PT(d₃₃>1200 p C/N)制备菲涅尔阵超声换能器可获得更好的性能。但是,现有的单晶体换能器制备技术紧紧掌握在国外几家老牌厂商手中,如:飞利浦、通用等。国内单晶换能器整体质量不佳、寿命短等问题较为突出。许多研究也同时表明如何解决单晶微加工过程中产生的应力损伤是掌握高性能单晶换能器核心技术的重要环节。短脉冲激光技术已表明在微纳米材料,陶瓷微加工,玻璃微加工等具有巨大的应用价值。本论文围绕短脉冲355 nm激光制备高性能PMN–PT超声显微镜换能器展开研究,具体的研究总结如下:1.建立了短脉冲切割PMN–PT的理论模型。通过分析输入能量与激光参数的联系,如:平均功率、重复频率、扫描速度、扫描周期等,得出了激光输入能量与平均功率成正比,与重复频率成反比。2.短脉冲激光微加工PMN–31%PT形貌研究。1)激光切割后,PMN–31%PT表面产生较少甚至不产生微纳米裂纹,切割沟槽均匀,整洁;2)激光切割槽宽只与单个脉冲峰值能量相关;3)激光切割槽深与平均能量成正比例关系;3)最小切割槽宽为15微米、最大切割深度大于200微米、最大深宽比为8。3.微纳米铁电畴是研究铁电材料压电性能的主要微观结构。本研究对弛豫铁电单晶材料PMN–31%PT切割后微电畴结构进行了定性、定量的分析,得出了平均功率是影响PMN–31%PT压电性能的主要参数。当采用较低功率（0.5 W）切割时,激光切割对弛豫铁电单晶材料PMN–31%PT微电畴几乎没有影响,有效压电常数d^*₃₃高达1200 pm/V。4.基于上述激光切割PMN–PT研究的基础上,本研究设计、制备菲涅尔阵超声显微镜换能器,中心频率为50MHz、孔径为2.4mm;搭建了超声换能器性能检测系统以及多通道超声显微检测系统,为高性能超声显微技术进一步研究提供了硬件基础。综上,本研究为高频弛豫铁电单晶微加工技术提供实验指导,是进行小应力甚至无应力制备高性能超声显微镜换能器的研究基础,为掌握高频单晶超声换能器核心技术提供思路和方法。