作为一种新型的激光快速成型技术，双光子微细加工技术具有任意三维结构加工能力和亚微米的单点加工分辨率，在MEMS加工领域受到越来越广泛的重视。本文依托于973项目“三维微结构高能束加工中纳米精度创成原理”，独立搭建了双光子飞秒激光微细加工实验平台，开展了多项相关研究。　　 首先，本文分别从激发光强和自由基深度两个角度出发给出了各项加工参数与双光子加工分辨率与形貌特征之间的关系，并探讨了从基础工艺环节上提高双光子微细加工分辨率的各种途径。　　 其次，首次提出了通过超分辨衍射光学器件实现双光子微细加工分辨率增强的新方案，并分别从标量衍射光学理论和矢量光学衍射理论出发论述了该方案的可行性。所用衍射光学器件为石英玻璃基底，表面为同心圆环结构，其光调制方式可分为相位型和振幅型。具体的优化设计和理论计算表明，可通过选择合适的超分辨衍射光学器件将激光的焦斑主瓣有效压缩为原来的20％左右，进而提高双光子微细加工分辨率。　　 再次，本文列举了在所搭设实验平台上采取各种分辨率增强手段实验进行各种工艺实验所得到的结果，进一步验证了前面提出的双光子分辨率理论的正确性以及各种分辨率增强手段的可行性。此外，利用建立起来的加工平台，还成功地加工出几十微米的复杂三维造型、可动的装配齿轮等，为进一步扩展双光子微细加工应用领域打下了良好基础。　　 最后，本文还对双光子微细加工技术的发展方向进行了展望，指出了下一步研究的重点。