飞秒激光因其超强、超快的特点,在激光微细加工领域,具有了其它长脉冲激光加工无法比拟的优势,因此成为科研人员关注的焦点。本论文对飞秒激光加工微光学元件工艺进行了系统研究。采用飞秒激光透明材料改性和飞秒激光双光子聚合技术制备了位相光栅和达曼光栅等微光学元件。主要包括一下几个方面的内容:一.首先对Dammann光栅进行了设计。使用模拟退火算法,设计了多种产生不同衍射阶次的Dammann光栅。对设计的Dammann光栅衍射效果进行了模拟仿真,模拟的结果证明了设计结果具有非常高的质量,从而为下一步的制作奠定了基础。二.使用飞秒激光放大器进行了飞秒激光使玻璃改性的实验,并制作了Dammann光栅。首先研究了激光能量和扫描速度对于改性线宽的影响,在此基础上,在玻璃内部成功制备了二维Dammann光栅,进行了衍射实验,并对误差产生的原因进行了详细的分析。三.使用飞秒激光振荡器进行了飞秒激光双光子聚合的实验研究。分析了曝光时间、激光能量和激光移动速度对于飞秒激光双光子聚合空间分辨率的影响。在此基础上,制备了位相光栅及一维Dammann光栅,并通过改变聚合材料的厚度,有效的解决了相位改变量不够的问题,得到了很好的衍射结果。制作结果也证明了双光子聚合技术在制作微光学元件方面有着非常好的应用前景。