纳米技术的发展使微光学器件在通信、存储、成像、传感中得到了广泛应用。其中,微光栅、微透镜阵列等微光学元件正在成为人们研究的热点。为此,如何制备性能更好的微透镜阵列及光栅成为目前人们的迫切需求。飞秒激光是一种超短脉冲激光,其峰值功率非常高,且作用区域小,是一种十分优良的微加工手段可以实现非热熔性加工,而且加工成形后的表面非常光滑,所以已成为加工微光栅和微透镜阵列的方法之一。本文利用飞秒激光器和微位移平台搭建的激光直写系统,在聚碳酸酯表面加工了微光栅。研究了聚碳酸酯表面加工线宽与激光能量之间的关系。并且研究了不同显微物镜的数值孔径对加工线宽的影响。此外,搭建了双光束干涉加工系统。利用朗奇光栅对入射光分束,通过对曝光时间的控制,在聚碳酸酯材料表面加工了多组光栅结构。研究了激光脉冲对光栅形貌的影响。用上述直写系统在聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯表面烧蚀了微孔结构,对比了两种材料上的烧蚀效果。研究了激光参量对微孔直径的影响。最后,选取PC材料,制备了大量的微凹透镜阵列,并测试了微凹透镜阵列的成像性能。