飞秒激光可以与树脂、半导体、玻璃、金属等多种材料相互作用。飞秒激光直写技术结合了飞秒激光的非线性效应和材料的阈值效应，可以实现突破衍射极限的微纳加工。飞秒激光直写技术不仅加工速度快、加工步骤简单，还可以应用于三维光子晶体等多种三维微纳结构的加工。　　 本论文将飞秒激光直写技术应用于宽禁带半导体碳化硅和二维单原子层材料石墨烯进行微纳加工研究。使用掺钛蓝宝石激光器(800 nm，130 fs)、荧光倒置显微镜和三维压电位移台搭建了飞秒激光直写微纳加工平台，并使用LabVIEW开发了平台应用程序。　　 利用搭建的平台对碳化硅进行微纳加工。分析了激光平均功率和位移台扫描速度等因素对碳化硅加工分辨率的影响。加工分辨率随激光平均功率的减小和位移台扫描速度的增大而提高。在碳化硅上实现了突破衍射极限的加工。获得最细125 nm的刻蚀线，并制作了周期1μm、刻蚀线宽240 nm的光栅结构。　　 对化学气相沉积生长的石墨烯进行微纳加工研究。分析了激光平均功率和位移台扫描速度等因素对石墨烯加工分辨率的影响。加工线宽度随激光平均功率的减小和位移台扫描速度的增大有减小的趋势。制作了周期1μm的小面积石墨烯带阵列和周期2μm的大面积石墨烯带阵列。