在众多微结构加工方法中,超声波压印技术为了一种新兴的制造技术,具有快速、清洁、经济、不引入外部材料等许多独特的性质,在微结构加工方面有着广阔的应用前景。目前超声波压印在微结构成形中的应用尚处于起步阶段,工艺参数、控制模式等对微结构成形精度的影响并不清楚,压印过程中的界面温度场研究不透彻等。本文基于热辅助超声压印首先开展了聚合物光栅芯片微沟道的制作研究。搭建了热辅助超声波压印系统,采用硅湿法工艺制作模具。设计正交实验分析了超声压印工艺参数、热辅助温度、聚合物基片厚度、模具位置等对光栅芯片成形质量的影响原因及规律,结合工艺参数的优化,实现了微沟道的较好复制。本文还开展了超声双面压印工艺。在确定实验方案后利用湿法腐蚀工艺制作出不同微结构图形的硅模具,前期同样通过设计正交实验分析超声压印工艺参数对双面压印成形结果的影响,找出最优化工艺参数；同时进行理论仿真和实验分析比较不同基片厚度对双面压印微结构复制率的影响规律；针对不同的模具微结构图形,设计不同的组合实验进行对比,得出不同模具结构对压印的影响规律。选择能量控制模式进行超声波压印工艺研究,设计多组正交实验分析能量模式下工艺参数对微结构复制率的影响效果,并通过设计单因素变量实验探索了能量模式下超声工艺参数对聚合物基片压印过程的影响分析。通过与时间模式下的比较,对能量模式下超声压印的可控性进行研究。对超声波压印工艺的机理进行研究,主要从压印过程中微结构成形界面的温度变化入手,首先通过有限元仿真提出超声压印产热机理的理论分析结果,并为超声产热机理提供实验基础,搭建了温度测试平台,用填埋微热电偶的力方法对成形界面进行了温度测量。通过测温曲线分析了压印工艺参数对成形结果的影响,并与仿真结果进行拟合分析。同时对超声双面压印过程进行温度测试,对比有无热辅助温度时两个成形界面的温度变化,得出在有热辅助温度存在时有助于提高压印双面的微结构成形一致性。