激光表面熔凝技术可有效降低纳米光波导侧壁粗糙度进而减小光传输的散射损耗。为明确波导侧壁在KrF准分子激光表面熔凝过程的温度场演化规律，考虑材料参数随温度变化和相变潜热的影响，建立了纳米光波导侧壁激光熔凝的二维有限元数值模型，研究了熔池边界的推进行为与不同工艺参数的映射关系。结果表明：熔池形成于波导上表面与迎光侧壁夹角处；激光入射角度一定时，熔池熔深与平均能量密度正相关；熔池形貌受控于激光入射角度，随着入射角度的减小，熔池形貌由单边U形过渡为单边V形最终呈带钝角单边V形。分析表明，较大激光入射角对应的熔池形貌更有利于波导侧壁的光整加工；据此提出先确定激光入射角度以优化熔池形貌，再选取合适平均能量密度以获得足够熔化深度的工艺方法。

基于三层多晶硅表面加工工艺和自适应光学经验公式，设计并制作了一种静电驱动的16单元连续面形微机电系统（MEMS）变形镜(DM)，并用ZygoNewView7300白光干涉仪对样片的静态特性和动态响应特性进行了测试。静态测试结果表明，器件在150 V电压下的最大形变量为0.667 μm，相邻单元之间的交联值为9%，镜面位置重复性为10%。动态测试结果表明，器件对正弦驱动信号的响应时间小于30 μs，响应曲线近似为一条余弦曲线，谐振频率为36 kHz。该变形镜可用于自由空间光通信、激光光束整形、波前畸变校正、投影显示、生物医学成像和人眼视差校正等重要领域。

基于微机电系统(MEMS)技术微加工工艺，提出了一种新型分立倾斜式变形镜(DM)设计，并加工制作了3×4变形镜阵列。该结构每个镜面单元对应一个驱动器，实现了连续面形的分立驱动，并且可有效释放工艺过程中产生的残余应力，从而降低镜面的翘曲。基于弹性理论对该变形镜的电压位移关系以及谐振频率进行了数值计算，并利用有限元软件对其进行了仿真，同时采用光学轮廓仪对样品进行了测试。实验结果表明，所制作的变形镜阵列可实现平移和倾斜运动，在3.75 V电压下可达到0.76 μm的行程，与理论分析和模拟仿真结果一致。与传统分立倾斜式变形镜相比，该新型分立倾斜式变形镜具有较低的驱动电压、较少的驱动器数量，适用于集成度高且与集成电路（IC）单片集成的变形镜设计。

为了克服常规静电微机械驱动器所存在的静电吸合现象,基于非均匀分布的静电场可以产生排斥力的原理,设计了一种新型的微机电系统变形镜驱动器。驱动器由5组电极构成,最大的一组由中心质量块和位于正下方的下电极组成,其它4组分别位于各条边上。中心质量块由4根L形弹簧支撑,每根弹簧分别固定于驱动器的4个锚点。利用有限元软件对驱动器的频率响应和暂态响应特性进行了仿真,结果表明,谐振频率高达4 kHz,暂态响应时间小于0.05 s。利用表面硅工艺加工出了驱动器,并利用白光扫描干涉仪对驱动器的静态位移电压特性进行了测试,测得驱动器在70 V激励电压下的形变量为1.4 μm。

在微机电系统技术的基础上, 采用两层多晶硅表面微加工工艺, 研制了一种新型的微型可编程光栅, 利用静电驱动方式实现对光栅闪耀角的动态控制。该微型可编程光栅具有结构简单、大闪耀角可调等特点。通过对样件主要性能指标的测试, 得到光栅的下拉电压在110～115 V范围、回复电压在74～65 V范围、谐振频率约78 kHz、调节时间约12 μs, 其最大可工作闪耀角超过5 °, 测量结果与仿真基本吻合。同时探讨了该微型可编程光栅作为光开关应用的可能性, 并针对现有样件存在的问题, 提出了改进意见。

在微机电系统技术的基础上, 采用两层多晶硅表面微加工工艺, 设计并加工制作了一种闪耀角可调式的微型可编程光栅。介绍了微型可编程光栅的基本工作原理及结构设计特点, 针对其最主要的一个光学参量——最大闪耀角, 根据设计的光栅结构尺寸进行了理论计算, 并利用ANSYS有限元仿真结合Matlab软件的数据处理功能进行了数值模拟。设计并搭建了一个简单易操作的光学实验系统, 对最大闪耀角进行了实际测量。结果表明, 理论计算、数值模拟以及实际测量的最大闪耀角非常吻合, 制作的微型可编程光栅的最大闪耀角超过5°。