衍射光学元件作为一种典型的微光学元件，其体积小、质量轻、设计自由度多、成像质量良好，在光学成像、光学数据存储、激光技术、生物医学等领域具有广阔的应用前景。随着现代光学系统的不断发展，对衍射光学元件的加工效率和制备精度提出了更高的要求。激光直写技术凭借加工精度高、工艺简单、灵活性好等优势，成为制备高精密仪器中关键光学元件所必需的一种加工方式。针对不同的加工需求，开发了多种激光直写系统，并在应用过程中不断地改进升级。另外，突破衍射极限的飞秒激光微纳结构制造技术，能够获得更高的加工精度和更好的分辨率，为微光学元件的制备提供了新的方法。首先介绍了激光直写技术的特点；其次综述了衍射光学元件直写加工技术的研究进展，包括直写技术的影响因素、激光直写系统和多光束加工技术；接着介绍了衍射光学元件的典型应用，如红外成像、色差校正、光束整形、图像显示；最后，对激光直写技术制备衍射光学元件存在的问题和未来发展趋势做出了总结。

基于半导体低维微纳结构构筑的可见光发光器件，特别是位于500 ~ 600 nm波段的黄绿光光源，因具有较高的发光效率、长寿命和低功耗等特点，在超高分辨率显示与照明、单分子传感和成像等领域有着广泛的应用价值。由于高性能低维黄绿色发光器件在发光材料制备、器件结构以及发光器件的 “Green/yellow gap”和 “Efficiency droop”等方面受到严重限制，极大地影响了低维微纳结构黄绿光发光器件的开发和应用。本文采用单根镓掺杂氧化锌（ZnO∶Ga）微米线和p型InGaN衬底构筑了异质结基黄光发光二极管，其输出波长位于580 nm附近，半峰宽大约为50 nm。随注入电流的增加，光谱的峰位和半峰宽几乎没有任何变化，也没有观察到InGaN基光源中常见的量子斯塔克效应。器件相应的色坐标始终处于黄光色域范围。更为重要的是，器件的外量子效率在大电流注入下并没有出现较大的下降。结合单根ZnO∶Ga微米线和InGaN的光致发光光谱，以及n‐ZnO∶Ga/p‐InGaN异质结能带结构理论，可以推断该制备器件的发光来自于ZnO∶Ga微米线和InGaN结区界面处载流子的辐射复合，器件的Droop效应得到明显抑制。实验结果表明，n‐ZnO∶Ga微米线/p‐InGaN异质结可用于制备高性能、高亮度的低维黄光发光二极管。