聚合物材料具有质量轻,化学合成简便且成本低廉的特点,与硅基等无机材料相比,具有较高的电光耦合系数、热光耦合系数以及较低的介电常数,另其制作工艺不仅大规模集成电路的制作工艺兼容,且加工温度更低,因此,关于使用光学聚合物材料设计、制作微光学元件,以及应用聚合物微光学元件等方面研究工作也越来越多。本文首先对聚合物微光学元件的应用发展趋势进行了说明,然后对目前国内外使用光学聚合物材料制作微光学元件的技术进行了综述。针对光敏聚合物其折射率会随着曝光剂量变化的特点,并结合数字掩模光刻技术能对曝光剂量灵活调节,发现数字掩模光刻技术在制作聚合物微光学元件是具有优势的。本文随后对数字掩模光刻系统的结构、工作原理、光路、掩模生成系统等进行了详细介绍。利用光敏聚合物光学材料因与其敏感波长相互作用吸收能量其折射率发生变化这一特点,选用商业光敏聚合物SU-8作为加工材料,通过设计计算机数字掩模来控制曝光剂量,研究了SU-8的临界曝光剂量和曝光深度,以作为制作聚合物微光学元件的依据。然后以聚合物二元相位光栅为例,本文详细给出了基于精缩投影数字掩模光刻系统制作聚合物二元相位光栅的工艺流程并对制作样品进行表征。使用数字掩模对曝光剂量进行调节,在聚合物薄膜中形成期望折射率分布,从而制作出二元相位光栅。应用数字掩模技术制作光敏聚合物相位光栅掩模制作成本低、效率高、操作灵活,且制作工程中无需显影、刻蚀等工艺,避免了物理和化学腐蚀以及高温过程中对器件造成损伤,工艺得到了大大简化。本文也对聚合物二元相位光栅样品的衍射性质进行了实验验证。衍射实验结果表明,通过控制数字掩模的曝光时间,就可以直接改变光敏光学聚合物的折射率和折射率分布。因此,通过调节曝光剂量,数字掩模光刻技术在使用光敏聚合物制作微光学元件是可行的。