图案信息的光学加密在防伪、信息加密存储等方面具有广泛的应用，基于各向异性功能复用的结构色超表面得到发展。基于一维光栅衍射的光学加密超表面由于需要逐个加工掩模或单元结构，从而导致效率低下；传统激光烧蚀波纹结构(LIPSS)效率高，但所形成的结构均匀、一致性差。基于以上难题，提出了一种基于皮秒激光直写相变材料Ge₂Sb₂Te₅得到的改性结构加工光学超表面的方法。首先，表征所制备的GST改性光栅的色散性能，结合改性光栅的偏振依赖性，设计了角度复用的信息加密超表面。实现了在自然光条件下加密，在强光条件下能够选择性解密读取并动态展示的性能。相比于传统加工方法，本方法可在一次直写过程中以同时打印的形式生成一系列光栅结构，提高了加工效率；同时加工得到的光栅结构均匀一致性好，提高了显色效果。利用取向角相差16°的改性光栅实现了无串扰的选择性信息读取，所得结构色均匀鲜艳。本文提出的加工策略在防伪、信息加密存储及可穿戴柔性显示设备等领域有深刻的应用前景。

针对纳米压印过程中压印胶填充率低导致图案转移质量不佳，压印力过大损坏模板表面形貌等问题，提出一种基于压电驱动低频、低幅的振动辅助纳米压印方法制备光栅结构。在压印时施加横向一维振动，减小纳米压印过程中所需的压印力，提高压印胶对模板空腔的填充率。为研究双面光栅薄膜的周期变化对透射率的影响规律，运用时域有限差分法在波长500~1 500 nm范围内对不同周期参数的双面光栅结构进行仿真分析，得到周期参数变化对透射率的影响规律。在研制的振动装置上进行振动辅助纳米压印实验，并对制备出的双面光栅结构进行表面形貌表征以及透射率检测。实验结果表明，与无振动纳米压印技术相比，压印胶填充率显著提高，并改善了图案转移质量，减少大面积表面缺陷。在波长500~1 500 nm范围内，涂覆振动辅助纳米压印制备的双面光栅薄膜的SiO₂比传统纳米压印制备的双面光栅薄膜的SiO₂平均透射率提高4%，较无薄膜的SiO₂平均透射率提高6%。

为了解决纳米压印过程中填充率低下，压印图案易发生形变等问题，提出了一种新型振动辅助纳米压印方法。在压印过程中对压印胶施加横向的振动，增大了压印力，从而提高了填充率。运用时域有限差分法（finite difference time domain, FDTD），在波长300 nm～1 000 nm范围内，数值模拟了不同光栅结构，得到了光栅结构参数变化对其吸收率的影响规律。在振动辅助装置上进行振动辅助纳米压印实验，实验结果表明：与传统纳米压印技术相比，压印胶的填充率提高了30％，并改善了压印后微结构的表面形貌，减少了缺陷。

基于飞秒激光照射的改形控性技术是近些年发展起来的新兴微纳加工技术，其在快速、大面积、周期性亚波长结构的制备上展现出了独特优势。文中利用该技术在氧化石墨烯薄膜表面开展亚波长光栅结构的快速制备，并针对其中的加工机理、形貌变化及其液体浸润性进行了详细研究。通过改变飞秒激光功率和扫描速度等参数，实验获得了具有不同深宽比和表面“粗糙度”的还原氧化石墨烯样品，实现了液体接触角在15°~75°范围内可控的浸润性，并且其接触角在空气中放置20天后平均增加20°。文中的理论和实验结果为飞秒激光微纳加工和改性处理技术的发展奠定了基础，未来有望促进结构化石墨烯衍生材料在液滴收集、微流控等方面的应用。