飞秒激光以脉冲形式运转，单脉冲的持续时间只有几十个飞秒，单脉冲能量从几个纳焦耳放大到几百毫焦甚至焦耳级，具有极高的瞬时功率。由于激光强度在空间上呈高斯分布，加工过程中的能量吸收和作用范围仅被局限于焦点中心位置处的很小一部分体积内，飞秒激光在极短的时间和极小的空间内与物质相互作用，避免了热扩散，通过调节样品和激光焦点的相对位置和相对速度能够实现真正的微米甚至纳米加工，可以制作具有特殊性质的三维光子晶体结构。　　根据阿贝衍射原则可知，显微物镜的聚焦光斑轴向分辨率一般是横向分辨率的2-5倍，光斑呈现椭球形，虽然减小波长和增大孔径角能减小聚焦光斑尺寸，但受光源波长和物镜实际条件的限制，不可能有效地提高显微物镜的分辨率。只能从外部实验条件寻找突破口。在实际的显微聚焦系统中，引起光斑畸变的主要原因是系统引入了像差，产生像差的主要原因是由于聚焦系统中样品和油浸的折射率不匹配，通过对整个系统的分析，找寻其中附带引入的像差，利用液晶空间光调制器对激光波前整形，可以在一定程度上提高显微加工的分辨率。　　折射率不匹配引起的像差，因为光线由物镜聚焦时通过折射率不同的两介质交界面时的入射角度不同由于折射现象而导致不同的相位延迟（光程差不同）。离光轴越近的光束聚焦在焦点的偏上位置，离光轴远的光束聚焦在焦点的偏下位置，从而激光聚焦光斑的纵向长度比较大。基于以上分析，本文主要从以下几个方面来进行像差计算模拟与像差补偿:　　(1)光程差补偿法:从几何光学的角度根据由于折射率不匹配引起的折射现象分析激光聚焦的光路走向，推导在折射率不匹配和折射率相同情况下的光程差，从而实现用相位差（包含散焦补偿相位和球差补偿相位）补偿光程差，校正由于折射率不匹配引起的位移和畸变。　　(2)光学系统和光学元件的波前总是连续的和光滑的，可以用连续函数来表征光学系统的波像差或波前，光学系统的像差函数可以用泽尔尼克(Zernike)多项式表示，Zernike多项式是由无穷数量的多项式完全集组成的，用较少的项数就可以较精确的模拟畸变波前函数。理论上用PSF分析了激光聚焦光斑的大小。　　(3)在理论上分析液晶空间光调制器的波前变换特性，透镜后焦面上的复振幅分布是液晶空间光调制器的复振幅透过率的傅里叶变换，利用标量衍射理论建立衍射成像的物理模型，导出GSW(Weighted Gerchberg-Saxton)迭代算法，利用LC-SLM可以使激光束衍射产生任意的空间二维图像。　　(4)在GSW算法中引入像差补偿函数和衍射光束零级光斑抑制（消除）函数可以得到无缺陷的二维图像，经过成像曝光，在光刻胶上可以得到无缺陷的二维或三维光子晶体结构。