双光子聚合微纳加工是一种加工微纳结构的技法,其原理是将激光光束在光敏材料内会聚,只有在焦点中心附近的极小区域内才能发生双光子吸收聚合反应,改变焦点和光敏材料的相对位置即可“直接写得”任意微纳结构。双光子聚合加工具有无需掩膜、无需支撑等优点。当前,双光子聚合加工系统普遍采用昂贵的飞秒激光器,本论文提出基于532nm连续激光器的双光子聚合加工系统,系统成本低、结构简单,操作方便,能实现300μm×300μm×300μm范围内三维微纳结构的加工。论文的主要工作包括以下几个方面:(1)介绍了双光子吸收和双光子聚合效应的原理以及搭建双光子聚合加工系统的关键理论——高斯光束特性和分界面定位算法。(2)从硬件和软件两方面介绍了双光子聚合加工系统的组成:系统硬件包括光源与光路系统、显微与成像系统和运动控制系统,系统软件基于LabVIEW编写,主要包括激光控制模块、CMOS成像与分界面定位模块、路径规划模块。(3)介绍了通过跟踪相机采集到的光斑中心调整光路的方法;对声光调制器控制电压与激光功率关系进行测定,从而通过声光调制器实现光功率的高速精确控制;实验验证了分界面定位算法。(4)使用三种不同的路径扫描方法加工多种二维结构,比较了不同方法加工二维结构的加工效率,从中总结出加工二维结构的路径选取原则;加工印章结构、阶梯圆台结构以及三维木材堆结构验证系统的三维加工能力;通过双光子聚合加工结合lift-off工艺制作了二维金属结构。