飞秒激光脉冲具有高的功率、超短脉冲持续时间的特性，使之在物理、化学、生物等领域都有着重要的应用。　　 本论文的第一部分主要对低功率飞秒激光直接烧蚀加工光刻胶掩模版进行初步的研究。实验上建立了红外飞秒激光直写系统并利用该装置对加工光栅、相位板等微光学元件进行了初步尝试；比较分析了采用不同数值孔径的显微物镜对激光束聚焦进行实验的结果，同时比较了在不同激光功率密度下的情况。该工作已在2005年发表SHE论文一篇“Microfabrication of optical elements withfemtosecond Ti：sapphire laser oscillator”Bing Bai，Changhe Zhou，Xiaohui Sun，Huayi Ru Proc.SPIE Vol.5629，p.526-531。　　 本论文的第二部分，也是本论文的主要部分，讨论一种产生共线的飞秒激光双脉冲的装置。　　 对光束进行分光是超短脉冲测量的一部分。通常情况下，半透半反镜用来作为光束的分束器，但是它不可避免地会引入材料色散。半透半反镜分出的两束光因此会不相同。为了尽可能的减少材料色散所引起的影响，一些严格的实验使用2μm厚的分束器。　　 达曼光栅是二值位相光栅，对于入射的单色光光束可以实现等光强、等空间阵列地出射分布；用对称设计的方法设计偶数阵列照明的偶数达曼光栅，这种光栅分束的光束不产生偶数衍射级次。由于飞秒激光的宽带比较宽，达曼光栅分光后的光束由于角色散的影响其横截面上的光束空间形状会产生畸变。通过运用偶数达曼光栅及相应的补偿光栅，对飞秒光进行分光，成功补偿了角色散带来的光束畸变的影响。并且进而可以构建达曼二次谐波FROG进行超短脉冲的测量。　　 但是，在有些情况下，希望在实际应用中使用共线的双脉冲：双脉冲应用在超短脉冲测量装置SPIDER以及共线的SHG-FROG中；在光学元件微加工领域，以及泵浦探测领域。　　 本文提出一种产生共线双脉冲的装置，和标准的迈克耳逊干涉仪不同，该装置是全反射式结构，不含透射元件，因此没有材料色散的影响。此外，该装置不仅补偿了光栅分光过程中角色散带来的光束畸变，还补偿了光束谱的走离效应。通过选择适当的光栅周期，可以实现对正啁啾脉冲的压缩。本文将讨论输出光束的脉冲宽度，并和标准的迈克耳逊干涉仪比较。该装置已申请国家发明专利以及实用新型专利。该创新性的工作投稿于optik杂志：“Generation of doublepulses in-line by using reflective Dammann gratings”，Bing Bai，Changhe Zhou，Enwen Dai，and Jiangjun Zheng