由于独特的无衍射、自加速与自修复特性,艾里光已成为目前的研究热点,尤其是艾里光的生成方法与其应用领域。但是,目前生成艾里光的方法并不能同时满足紧凑的光路构造、连续的相位调制以及高光学效率,因此限制了艾里光的应用领域。此外,对于艾里光的研究刚处于起步阶段,更多的应用领域有待探索。本文基于飞秒激光加工技术,研究了艾里光的生成、成像以及三维全息加工应用,具体内容如下:1.基于飞秒激光直写加工技术,设计制备了不同调制深度的连续相位变化的微型立方相位板,并验证了高光学效率(532nm波长下～79%)。利用该相位元件实验生成了单色和彩色艾里光,分析了调制深度与入射波长对艾里光无衍射与自加速性质的影响。利用艾里光实现了字母的成像(艾里字母),并实验验证了艾里字母继承了艾里光的三大特性。2.利用立方频谱的相位变换生成了对称与非对称艾里光,并通过飞秒激光直写加工制备了生成该光场的微型相位元件。此相位元件具有紧凑的结构尺寸(60μm×60 μm×1.1μm)、高光学效率(532nm处～81%)、连续的相位变化以及宽波段生成光场(405nm-780nm)的性能。通过对称与非对称艾里光实现了不同输入信号的动态成像,实验表明任意信息在不同传输位置都呈现出不同的成像结果。此外,将相位元件集成在柔性基底上,并实验验证了拉伸和扭转的稳定性与灵活性。3.介绍了射线回溯法导出给定传输轨迹光场的初始相位的方法,导出了直接生成艾里光的初始相位。将直接生成的艾里光用于飞秒激光全息加工,实现了三维弯柱微结构的单次曝光加工,大大提高了飞秒激光加工的效率。通过相位变换,生成了艾里光的衍生自加速光场,并将其用于三维全息加工,实现了开口朝外和朝内的微爪结构的单次曝光加工。研究了毛细力可控的微爪的张闭,并通过加工参数分析得到了最佳加工参数区。将动态全息与三维移动台的运动相结合,实现了多参数灵活调控的复合运动加工。进一步引入自组装技术,实现了复杂三维微结构的大面积高精度超快制备,在保证高加工精度的前提下,进一步提升了加工效率。4.利用飞秒激光三维全息加工技术快速制备了带孔沟槽结构,研究了人乳腺癌细胞MDA-MB231在不同参数的结构上的三种迁移状态:卡死、引导迁移和穿行迁移。通过分析细胞迁移方向系数、迁移速度和迁移持续时间以及细胞形态、细胞核形态、细胞骨架蛋白和黏着斑蛋白解释了物理结构引导的不同细胞迁移状态的形成原因,对受限环境下癌细胞的迁移与入侵研究具有一定的指导价值。