飞秒激光具有超短的脉冲宽度和超高的峰值功率，因此当它被聚焦进透明材料中，将会诱导发生多光子电离、隧道电离和雪崩电离等非线性过程。这种吸收的非线性本质将能量限制在聚焦区淀积，这为在各种透明材料中基于多光子过程实现空间选择性的改性微结构提供了一个独特的途径。进而，利用飞秒激光可以在透明材料内部制造三维集成的光学器件。近些年来，飞秒激光与透明材料相互作用的各种新现象被人们发现，这也为材料科学、非线性光学、强场物理和等离子体物理等基础学科的研究提供了新思路。本文对1030nm，500kHz，370fs的激光诱导多种玻璃材料相变展开了系统的研究。这里的相变包括纳米粒子析出和分相，同时，我们还对飞秒激光诱导的离子迁移、配位结构转变和发光变化等现象进行了分析研究。具体可分为以下几个方面：利用聚焦的高重复频率飞秒激光辐照10Bi2O3-90GeO2(mol%)玻璃样品，实现了激光修饰区部分玻璃态相变为晶态，直接析出了Bi纳米颗粒，并通过X射线衍射、透射电镜和显微拉曼光谱的分析进行了验证。另外，电子探针显微分析结果说明了在激光聚焦点附近同时发生了离子迁移（Bi3+、Ge4+和O2-）。我们把Bi纳米颗粒的析出和离子的重新分布主要归因于高重复频率飞秒激光辐照引起的热积累效应和热扩散。这些实验结果为在玻璃中实现空间选择性地析出Bi纳米颗粒提供了新方法，对制造光波导等集成光子器件具有潜在的应用价值。利用聚焦的高重复频率飞秒激光辐照50TeO2-30ZnF2-20ZnO (mol%)和50TeO2-30ZnF2-20ZnO-1ErF3(mol%)这两种氟氧碲酸盐玻璃，在聚焦区域实现了微结构修饰和Er3+离子的局部发光变化。通过X射线衍射分析和透射电镜观察，证实了飞秒激光在氟氧碲酸盐玻璃中诱导发生局部相变而直接析出Te纳米颗粒。显微拉曼光谱和能谱分析结果显示激光辐照后有离子迁移（Te4+、Zn2+和O2-）和Te4+离子的配位态转变发生。我们还在Er3+离子掺杂氟氧碲酸盐玻璃中实现了微区发光性质的改变。在500kHz飞秒激光辐照过程中，光致电离对Te晶相的析出具有重要作用。尖锐的温度梯度产生，引起了上述元素的重新分布，结果导致Te4+离子的配位结构转变和Er3+离子的发光变化。这些结果对在氟氧碲酸盐玻璃中制造光波导放大器和激光器等集成光子器件具有重要参考价值和广泛的应用前景。利用聚焦的高重复频率飞秒激光辐照8.6Na2O-25.2B2O3-66.2SiO2（mol%）玻璃，通过局部改变玻璃的组分从混溶态转化成非混溶态实现局部分相。利用共聚焦显微拉曼光谱和电子探针显微分析激光修饰区的组分，我们发现了结构变化。由于分相，先对样品热处理，再将激光修饰区的内部抛光至表面并酸侵蚀，最后通过场发射扫描电镜观察到了激光修饰区有纳米级的不连通的多孔结构形成。因为高重复频率飞秒激光会在聚焦区引发尖锐的温度梯度，组分的变化应该与热迁移有关，即温度梯度驱使下的离子迁移（Na+、B3+、Si4+和O2-）。而离子迁移又导致了B3+离子的配位结构发生转变。用这个方法，我们在玻璃内部获得了空间选择性的纳米级的多孔结构，而多孔具有很高的表面积。另外，我们认为通过控制好热处理条件可能会形成相互连通的多孔结构，并且由于未修饰区是混溶的而避免了整块玻璃分相。上述实验结果在制备局部催化剂的载体和修饰微流体器件等方面将大有用途。