飞秒激光器输出线偏振光，通过光阑调节激光光斑大小，使用半波片改变其偏振方向，从而改变其在直接通过偏振分光棱镜的偏振方向上的光强，最终实现对激光功率的控制。光束经过若干反射镜垂直入射到聚焦透镜上，通过调整透镜与样品的距离，使激光的焦点位于待加工样品表面。待加工样品放置在三维移动平台上,并由计算机控制。CCD摄像机及功率计用于加工过程的实时监控以及观察激光能量变动。

飞秒激光加工具有脉冲宽度小、峰值功率高、热影响区小等特点，可以在各种材料表面或内部实现突破衍射极限的加工。同时具备三维加工、可设计任意形状、高加工分辨率和适用材料广等独特的优势，使得飞秒激光直写技术得到迅速的发展和广泛的应用研究。目前已经应用于金属、半导体、有机物等材料以及各种复杂结构的加工。例如，日本Kawata等利用飞秒激光首次突破衍射极限加工制备出三维纳米牛；程亚课题组利用飞秒激光加工各种微光学元件；胡明列课题组利用飞秒激光前向转移诱导产生金属纳米结构薄膜；赵全忠课题组利用飞秒激光脉冲辐照纯石英玻璃，诱导其内部产生缺陷。

（1）在物理、生物、化学、医学等研究领域，以及相关交叉学科中具有巨大潜力；

（2）在微流体，微电子，微光学与光电子学，微机电系统等领域有重要的应用前景；

（3）可用于制备低制造成本、复合型材料以及生物兼容材料等3D微纳结构；

（4）飞秒激光诱导表面纳米结构可以应用在材料表面改性、提高非线性效率、化学反应催化、生物成像等多个领域。