纳米孔广泛分布在生物体内,是负责机体物质代谢、能量转换和信号传递的基本通路。由于天然纳米孔对外部环境敏感、稳定性低、寿命短,极大地限制了其实际应用。而人工制备的固态纳米孔因其优异的物理化学性质、修饰方便、形貌可控等优点,在基因测序、能源转换、离子整流等领域得到了广泛的应用。固态纳米孔的传统加工方法包括重离子轰击、聚焦离子束刻蚀、电子束刻蚀、纳米压印技术等,然而这些技术往往需要大型仪器的支持,制备昂贵,工艺复杂。近年来,激光加工技术发展迅速,其加工精度已突破了光学衍射极限,加工效率高、成本低,为人工制备纳米孔提供了一种可行的新思路。本文基于双光子聚合（Two-Photon Polymerization,TPP）原理,采用飞秒激光直写（Direct Laser Writing,DLW）结合空间光调制技术,利用一系列尺寸可控的环形结构光直接在光敏树脂中实现了纳米孔制备。基于本方法制备得到的纳米孔通透性良好,为进一步制备跨微-纳米尺度的通孔结构夯实基础;此外,提出了一种基于相位分割的非迭代算法,能够获得均匀度、形态、光斑高度一致的多焦点阵列,并开展了实验研究。本文具体研究内容包括:1.基于矢量衍射积分理论,建立了激光加工系统中光强分布及相位图计算模型。通过调制入射光束相位表达式中的拓扑数、及逆傅里叶变换推演的二维位移参数等,获得了一系列尺寸、空间位置可控调制的环形结构光,并对其空间分布特点进行了分析和讨论;2.基于飞秒激光双光子直写结合环形结构光,在光敏树脂中实现了内径尺寸可控的微纳米孔的制备,经过扫描电子显微镜表征,纳米孔最小直径达到了82 nm;深入研究了曝光时间、激光功率等参数对于加工效果的影响,得出了最佳加工条件;此外,利用聚焦离子束切割分析证明了纳米孔的通透性,为后续制备跨微-纳米尺度的通孔结构夯实基础;3.分析了微米通孔与纳米孔套刻过程中结构缺损的原因,认为像差与微米通孔内部表面不平整是破坏套刻结构完整性的主要因素,并提出了在后续实验中针对该问题的改进性方案;4.此外,提出了一种圆形-扇形（Circular-Sector Phase Segmentation,CSPS）的非迭代相位分割方法,获得了一致性好、位置和形貌灵活可控的多焦点阵列,能够有效提高直写系统的并行加工能力。综上,本文基于飞秒激光双光子直写结合空间光调制技术,深入开展了基于光学手段直接加工纳米孔的实验研究。重点研究了空间结构光及多焦点阵列的调制技术、可控纳米孔的制备原理与方法以及相关影响因素。最终,在光敏树脂中获得了最小尺寸可达82 nm的纳米孔。本研究基于光学手段实现了高精度可控纳米孔的制备,为高效、可控的制备固态纳米孔提供了一种新的思路,研究结果对于发展当前纳米孔制备技术具有一定的参考价值。