飞秒激光脉冲经强聚焦后，可以在很低的平均输出功率下实现GW/cm<2>量级的瞬时激发光强，与连续激光和长脉宽的脉冲激光相比，能以极低的脉冲能量获得超强光场，并且激光辐照区淀积的能量难以通过热扩散途径逸出辐照区域。在与物质的相互作用中它能快速、准确地将能量作用在特定的区域内，从而可以获得诸如极高的分辨率和加工精度等优点。本文在国家自然科学基金重点项目"飞秒激光功能微部件加工技术研究"(No.50335050)的资助下，分别对飞秒激光双光子聚合产生三维微纳结构和飞秒激光热熔烧蚀微细加工的作用机理进行了介绍，通过理论和实验相结合的方法对加工工艺进行了研究和优化，在此基础上利用飞秒激光微纳加工功能器件做了初步探讨。本文的主要成果如下： 1．在自行搭建设计的飞秒激光微细加工系统基础上，扩展了系统功能，包括增加400nm加工光路，增加新移动平台加大扫描范围，升级控制软件等。同时通过理论和实验结合的方法，分析了不同环境参数对系统性能的影响，并优化其参数提开系统稳定性。 2．深入研究了飞秒激光双光子微细加工工艺，基于双光子光化学反应的自由基浓度理论，从理论和实验上研究了系统加工分辨率；建立了最大模型和最小模型控制加工粗糙度和精度，引入数学形态学的膨胀算法和腐蚀算法提高了系统的加工精度，仿真加工器件重建设计模型：提出变步距扫描策略提高加工效率。在此基础上制作了若干微器件。 3．研究了飞秒激光热熔烧蚀微细加工的热作用原理，利用温度阈值模型结合实验，研究了不同加工参数对加工形貌的影响。针对飞秒激光微图形化硅基PZT薄膜，引入了双层温度阈值模型优化加工参数，成功在PZT薄膜上扫描出各种图形而不破坏硅基体，尝试加工了几种衍射光学器件并检测了其性能。 在深入研究了飞秒激光微细加工的原理和工艺基础上，有望可以加工制作功能微器件，实现三维微光机电系统中所需要的各种微结构，为实现复杂微驱动器和微系统，推动其向功能化，集成化等方向发展。