微透镜阵列的制备已经成为微光学领域的研究热点。利用两次X光移动光刻技术, 以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为正光刻胶, 在PMMA基板上制造了微透镜阵列, 并对其制作原理进行了详细说明。设计了制备微透镜阵列用的掩膜图形, 并通过掩膜图形模拟仿真, 预测了微透镜在两次移动曝光显影后的形状。第一次X光移动光刻后, 理论上会得到半圆柱状三维结构; 第一次光刻后将掩膜板旋转90°, 进行第二次移动曝光光刻, 最终在PMMA基板上制备了面积为10 mm×10 mm的30×30个微透镜阵列, 阵列中每个微透镜的直径约248 μm、厚度约82 μm。同时也研究了X光曝光量与PMMA刻蚀深度之间的关系。微透镜阵列形貌测试表明此种制备微透镜阵列的新方法是可行的。

利用锆钛酸铅(PZT)的逆压电效应, 设计并制备了膜片式压电微泵。 通过将电能转换为机械能, 实现了液体的微流体控制。微泵由微驱动器与单向微阀两部分组成; 微驱动器主要为液体流动提供驱动力, 单向微阀则用于精确控制液体的流动方向。通过对PZT-Si膜片的位移量、位移形状的仿真分析, 确定了微驱动器的设计尺寸, 并估算其液体驱动性能。利用共晶键合工艺、研磨减薄工艺、硅深反应离子刻蚀工艺和准分子激光加工工艺等制备出了微驱动器和单向微阀。最后, 设计了驱动测试实验, 检测了微泵的液体驱动性能。测试结果表明: 所制备的膜片式压电微泵驱动的谐振频率约为70 kHz, 能驱动微米量级的液体位移或运动。当微泵驱动电压为30 Vp-p、频率为600 Hz时, 液体的驱动流速约为65 μL/min。该微泵具有体积小, 线性度好等特点。

采用微硅-锆钛酸铅（Si-PZT）悬臂梁结构并在悬臂梁末端附加镍质量块, 构成可以工作于低频环境（小于1 000 Hz）的微压电能量采集器, 一种利用压电效应将环境振动能转换为电能的器件。利用金薄膜作为中间层的共晶键合技术和PZT研磨减薄技术制备了微压电悬臂梁结构, PZT减薄实验最好结果为减薄至8 μm。镍质量块（2 mm×2 mm×0.6 mm）采用微电铸工艺制备。通过对硅片与块材PZT的共晶键合工艺与PZT减薄技术的研究, 制备出总厚度约为71 μm的Si-PZT悬臂梁结构, 其中硅梁厚约为47 μm, PZT梁厚约为24 μm。制备的微压电振动能量采集器样品的测试结果表明: 在谐振频率为950 Hz, 1.0g加速度激励条件下, 其交流输出峰值电压可达958 mV。

随着微电子技术的发展，有必要研究在基板上制备高深宽比并拥有垂直侧壁的微纳结构。基于X射线可以制备高质量的纳米母光栅，利用精密纳米电铸技术从母光栅中复制出高质量的微纳金属光栅模具。研究了一种高深宽比的金属镍光栅模具的制备技术。基于同步辐射光刻技术，在硅基板上制备线宽分别为0.25，0.5，1 μm，高2.0 μm的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)光栅。利用精密电铸技术，得到线宽分别为0.25，0.5，1 μm的金属镍纳米光栅模具，1 μm的金属光栅深宽比达1.5。为了获得高质量的PMMA纳米光栅母模，使用了粘接剂，克服了光栅倒伏的缺陷，优化曝光参数，消除了结构底部出现的多余的小三角形结构。

提出了一种聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微针的微细加工工艺，该工艺基于PCT技术，结合X射线以及光刻掩模制作三维微结构。通过移动LIGA掩模板曝光来加工微立体PMMA结构，其加工形状取决于X光光刻掩模板吸收体的形状。实验显示，最终的结构形状并非完全与掩模板上吸收体的形状一致。如果不对X光光刻掩模板的吸收体形状进行补偿，即会使被加工的微结构侧面变形，从而影响微针的性能。分析了微针阵列侧面变形的原因，认为这种变形是由于显影时间与曝光量之间的非线性关系导致结构形状与曝光量分布不完全一致造成的。利用PCT方法制作的PMMA微针其长度为100~750 μm，直径为30~150 μm，针尖的直径最小可达100 nm。通过对LIGA掩模板上的吸收体图形进行适当的补偿，使吸收体图形从中空的双直角三角形变为中空的半椭圆图形，增强了带沟道的微注射针阵列的强度。

为了将平面金属膜紧密耦合到纳米光栅形成的表面等离子体共振传感器,以提高灵敏度,以及利用亚微米光栅调整共振反射波长,需要制备亚微米结构光栅。介绍了一种基于X光光刻的亚微米结构光栅的制造技术。该结构光栅是利用日本立命馆大学的同步辐射光源进行同步辐射光光刻,在有机玻璃(PMMA)板上直接得到亚微米光栅。用此纳米加工技术获得的光栅线宽为250 nm,周期为500 nm,深宽比为8的PMMA亚微米结构光栅。还优化了曝光近接间隔、曝光剂量和显影时间等同步辐射光刻参数。

同步辐射光刻的三维聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate，PMMA)微结构制造对X射线光刻掩膜板的吸收体形状和PMMA所吸收的X射线能量分布有直接影响，即三维PMMA微结构形状取决于X射线光刻掩膜板的吸收体形状。如果不对X射线光刻掩膜板进行补偿，在被曝光的结构中可观察到结构侧面的变形。研究了引起这种结构侧面变形的各种原因并提出X射线剂量对刻蚀深度非线性曲线是最直接的原因。基于X射线光刻掩膜板图形形状和实际制造的三维PMMA微结构的误差，X射线光刻掩膜板从双直角三角形变为双半圆图形使得微注射针阵列的强度得到增强。为了量化实际制造的三维PMMA微结构的误差，给出了X射线吸收能量分布与微结构的结构形状数据。