生物陶瓷的代表性材料氧化锆(ZrO2)陶瓷具有优良的耐高温、耐腐蚀及耐磨损性能,同时保持较好的断裂韧性和弯曲强度,能够胜任牙科及骨科替换假体的临床应用。在实际应用中,仅依赖于陶瓷成型、烧结技术优化所达到的结构精度远远不能满足医学上可接受的微米级精度,需要对陶瓷件进行后期精密加工。本文针对实际应用的需求,以牙科、骨科领域最常用的氧化锆陶瓷(TZP)为实验材料,分别系统研究了纳秒和皮秒两种不同短脉冲及超短脉宽激光对该类陶瓷烧蚀特性及去除机制。并以此为依据,对TZP陶瓷激光精细制造进行工艺优化,完成功能性精细结构的快速制造。论文首先研究了纳秒短脉冲激光(脉宽:6×10-6 s)对TZP陶瓷烧蚀特性,进行了系统的工艺优化实验,实现了结构尺寸控制精度可达百微米级的高效率精细加工。532 nm短波长脉冲激光有利于材料吸收激光能量和减少热作用影响,实验中采用控制变量法探究了纳秒激光多脉冲在不同能量密度情况下对TZP陶瓷的烧蚀规律。根据烧蚀深度与加工阈值关系,研究脉冲数,扫描速度的变化对加工阈值的影响。基于烧蚀规律的基础性实验,进行工艺参数优化,通过采用逐层移焦扫描方法完成了尺寸可控的阶梯结构的加工,每个台阶宽500μm,高100μm。并采用多道重叠扫描方法,快速完成边缘光滑的盲孔结构加工,其直径为500μm。利用高斯光束及焦深影响所形成的型面结构锥度,通过加工路径的设计并配合优化的工艺参数,实现了精细内嵌结构的加工,内嵌阶梯结构的宽度为24±2μm,远小于聚焦光斑直径的尺寸。采用紫外皮秒激光开展了比纳秒脉宽更短的皮秒超短脉冲激光(脉宽:~1×10-11 s)对TZP陶瓷精细制造的可控性研究。通过紫外超短脉冲皮秒激光与TZP陶瓷相互作用的实验研究,确定控制变量法的工艺方案,通过控制变量法研究了355 nm紫外皮秒激光功率、离焦量、扫描次数、扫描速度等参数对TZP陶瓷的基本规律,确定TZP陶瓷高质量加工的工艺参数范围。基于浸润性Wenzel、Cassie模型,设计相应的弧形槽及微柱状结构,通过改变结构特征值,实现了对TZP陶瓷表面浸润性的调控(样品浸润角可实现从超亲水性10°到疏水性133°之间的自由转换)。激光表面微结构调控材料浸润性在效率,时效上具有优势,而且不会造成污染。亲水性表面的TZP陶瓷有利于细胞粘附及导向生长,疏水性表面的TZP陶瓷则可抗粘结面的水解作用,并具有一定的抗菌作用。通过本项研究,可以针对TZP陶瓷在生物医学领域的不同应用需求,采用皮秒激光实现陶瓷功能性表面亲水性与疏水性之间的自由双向转换,通过有目的地调控其表面的浸润性,对进一步拓展ZrO2陶瓷材料在生物医学等领域的应用提供了良好的研究基础。