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功能材料是应用最为广泛、最具发展前景的二元合金材料，在生物医学、航天航空、国防工业等领域有着重要的应用。清晰、明确超快激光与功能材料相互作用物理过程，是开展功能材料微纳、无相变加工的基础。论文采用结合双温模型的分子动力学方法数值模拟了超快激光与NiTi形状记忆合金相互作用，深入分析了靶材非热平衡状态下的蚀除机理，研究了NiTi形状记忆合金靶材的无相变烧蚀机制，给出了飞秒激光无相变烧蚀NiTi形状记忆合金的参数区间，从而为飞秒激光微纳、无相变加工二元合金体系材料奠定了理论基础。本文主要内容及结论如下：（1）结合超快激光与金属相互作用的物理过程，对比总结了各种描述超快激光与金属相互作用的理论模型，概括了超快激光烧蚀下，致使靶材发生蚀除的诱因。详细的阐述了双温模型、分子动力学理论，探讨了数值模拟超快激光与金属相互作用过程中施加各种边界条件的理论依据，并在靶材底部区域施加了烧蚀压力波卸载区域，进一步优化了底部压力传输边界条件。（2）深入的分析了飞秒激光烧蚀下NiTi形状记忆合金靶材的能量弛豫机制及烧蚀压力波的传播过程，仔细的研究了低能量密度下的靶材微观相变行为。发现在低于烧蚀阈值的低功率密度下，烧蚀产生的压力波传播时伴随着拉应力波的产生，引起了靶材的热能弛豫，并诱导靶材发生相变，产生“三明治结构”。较低功率密度下，飞秒激光烧蚀压力波诱导NiTi形状记忆合金发生相变的现象，表明使用超快激光对NiTi形状记忆合金材料进行加工时，烧蚀压力波极易导致加工区域的靶材发生相变。（3）确定了脉宽为100fs的激光脉冲辐照时，NiTi形状记忆合金靶材的烧蚀阈值为40.5mJ/cm2。详尽的分析了烧蚀阈值附近，NiTi形状记忆合金靶材的蚀除机理。发现烧蚀阈值处的靶材蚀除机制是单纯基于应力的机械破碎，烧蚀阈值附近，靶材蚀除的机制是热机械蚀除和机械破碎同时作用，但在特定参数条件下其中的一种蚀除机制效应更明显。烧蚀阈值附近，未蚀除的靶材基体有最小的相变区域，且发生相变的区域随功率密度的下降而减小，从而确定了飞秒激光微纳、无相变加工的参数区间。（4）分析了高功率密度条件下靶材的蚀除机制及蚀除产物，发现脉宽为100fs，在60-79mJ/cm2的功率密度条件下，NiTi形状记忆合金靶材发生热机械蚀除，蚀除产物为小液滴。在80mJ/cm2以上的功率密度条件下，发生相爆炸，蚀除产物为原子团簇及汽化的小液滴。高功率密度条件下，NiTi形状记忆合金靶材呈现等固、液、气、等离子体四态，且随着功率密度的提高，形成等离子体层的表面区域不断扩大，等离子体层存在时间不断延长。