激光加工作为非接触式加工技术,具有无切削力、无污染、可加工硬脆材料等优点,但是,激光加工是以烧蚀和汽化方式去除材料,材料切口附近不可避免地产生热损伤,如热影响区、重铸层、热裂纹和热应力等。为了最大限度减小热损伤,本研究采用激光辅助水射流切割单晶硅技术去除材料,是利用材料随温度升高力学性能显著下降这一特性,使用较低功率密度的激光对材料进行加热软化,使材料温度始终保持在熔点以下,材料不发生融化烧蚀；水射流束置于激光束后,利用水射流的冲击力去除加热软化的材料。同时水射流对激光加热区域起到冷却作用,将激光产生的热量迅速带走,降低热损伤。本文实验研究了激光辅助水射流切割单晶硅的微槽特征和工艺参数对微槽特征的影响。研究了工艺参数对微槽深度的影响,结果表明：微槽深度随着激光焦平面位置和激光脉冲能量的增加而增大,随着水射流偏置距离增加而先增大后减小,随着水射流压强和冲击角度的增加而降低；由大到小的影响次序位为水射流压强>激光脉冲能量>激光焦平面位置>水射流偏置距离>激光脉冲重叠率>水射流冲击角度。研究了工艺参数对微槽宽度的影响,结果表明：微槽宽度随着激光焦平面位置的变化而几乎不变化,随着激光脉冲能量和冲击角度的增加而增大,随着水射流偏置距离和水射流压强的增加而减小；由大到小的影响次序位为水射流压强>激光脉冲能量>水射流偏置距离>激光脉冲重叠率>水射流冲击角度>激光焦平面位置。研究了工艺参数对热影响区宽度的影响,结果表明：热影响区宽度随着水射流偏置距离和水射流压强的增加而降低,而激光焦平面位置、水射流冲击角度、激光脉冲能量和激光脉冲重叠率的影响甚微；由大到小的影响次序位为水射流偏置距离>水射流压强>激光脉冲重叠率>激光脉冲能量>水射流冲击角度>激光焦平面位置。本文利用量纲分析法,分别建立了微槽深度、微槽宽度和热影响区宽度模型,揭示了微槽特征和工艺参数之间的定量关系。通过正交实验对模型进行了验证,微槽深度、微槽宽度和热影响区宽度的实验值与理论值之间的平均相对误差在15%以内,验证了模型的可靠性。可用于预测激光辅助水射流切割单晶硅时微槽特征和微槽质量。本文以微槽深度最大、微槽宽度和热影响区宽度最小为优化目标,选用灰色关联度法对正交实验样本数据进行了归一化处理,并对各响应目标进行了灰色关联度求解,初步选出了实验样本中的最优工艺参数组合。进一步求解灰色关联度最大平均响应值,预测出最优工艺参数组合,通过实验验证了工艺参数预测结果的有效性。在保证热影响区宽度小于20μm的前提下,优化了微槽深宽比,最佳工艺参数组合对应的微槽深宽比为1.398,优于之前预测得到的微槽的深宽比1.376。