微光学是一个新的光学学科分支,该学科包含先进的技术与密集的前沿知识,微光学元件在众多领域起着无可替代的作用。但是微光学元件的制作已经不能通过传统的加工工艺实现,只能通过微制造技术来实现。激光干涉直写是一种新兴的微制造技术,结合光的衍射和干涉原理,通过空问光调制器改变光束的干涉方式,便可以在光学记录材料表面制作出所需要的光刻结构。该技术具有高分辨率、高效率的特点,且设备成本造价相对较低,因此开展激光干涉光刻技术的研究具有重要的意义。本文提出了一种新型激光干涉直写系统的研制方法,系统结构简单,运行稳定,实际光刻分辨率可达微米量级,在光刻实验中已实现衍射光学元件的制作以及微光学结构的加工,并得到良好的实验结果。论文第一章从课题的背景和意义出发,对微光学制造技术的方法以及国内外进展进行了综述,简要介绍了全息术与计算全息,并介绍了本课题的主要研究工作。第二章从激光干涉光刻技术出发,介绍了激光干涉直写系统中所用到的激光干涉光刻理论、光栅衍射理论以及全息光学理论。第三、第四和第五章是论文的主体—作者完成的工作,包括激光干涉直写系统的设计与硬件选型、数字图像处理算法与软件编写、系统性能的测试与光刻实验的评估。第三章是系统的整体设计与硬件选型,首先根据光学微纳结构的刻蚀需求确立激光干涉直写系统的设计目标,根据设计目标确定构成系统的子系统设计,完成系统的整体设计方案,并对该系统的工作原理进行介绍。根据系统的设计方案进行相关关键器件的选型,保证所选取器件的性能参数可以达到设计要求。第四章是图像处理算法与系统控制软件的介绍,数字图像处理算法主要介绍了衍射光学元件、光学可变图像、消色散光变图像以及计算全息图的制作,算法程序由MATLAB软件编程实现。系统控制软件首先进行功能分析,将功能模块具体化,设计软件工作流程,最后根据功能模块与工作流程进行软件的编写,编写采用C#语言,基于VS2008开发环境,实现了系统控制软件的制作。第五章是激光干涉直写系统的实现与光刻实验的介绍,首先根据系统的设计方案进行系统的搭建,并结合编写的系统控制软件对系统进行测试,得到系统的相关性能指标,可满足普通光刻需要。系统调试完成后,进行了相关光刻实验,包括菲涅尔波带透镜、光学可变图像、消色散光变图像、计算全息图,均得到了预期效果。第六章是对本论文的研究工作进行了客观的总结,并对下一步的研究工作的开展指示了方向。