本文研究了一种新的针对微光学元件的工艺制备技术。其主要特征有:利用{100}晶向的硅在KOH溶液中的各向异性腐蚀特性,经过一系列标准微电子加工步骤,在硅片表面制作出多种光学功能结构,所制成的硅结构也可以进一步作为在其它光学材料上制作微光学结构的母版。主要工艺步骤包括设计并制作光掩模版、生长SiO2薄膜、光刻、刻蚀SiO2薄膜以及湿法化学腐蚀等。在整套工艺环节中,光掩模版图设计和湿法腐蚀是两个关键步骤。利用我们所发展的工艺方法,在硅片上所制作的两种典型的光学结构有:(1)具有球面或非球面轮廓的光学结构;(2)具有微/纳米特征尺寸的基本相位结构呈非周期分布的衍射光学结构。制作球面或非球面轮廓的光学结构时,先通过一定的算法程序设计光掩模版,这样就可以准确地再现、调整和控制光学结构的表面轮廓特征,然后通过我们所发展的工艺技术加以实现。基本相位结构呈非周期分布的衍射光学结构的表面轮廓由大量的抽样位相单元组成,各个位相单元具有可变的结构尺寸和深度。制作这种光学结构也要先设计光掩模版,后续的加工步骤和制作球面及非球面轮廓结构基本相同,只是第二步湿法腐蚀的时间稍短。在本文中,还提出了一种新的算法程序,用于设计以频谱空间分离为目的的衍射光学元件,阐述了算法的基本原理,给出了设计实例并进行了讨论分析。