在高端制造业领域,微纳制造能力是众多市场竞争者不断追求的核心竞争力,是光电、生物、医药、新能源、新材料、精密仪器等领域不断发展的核心推动力,是制造业中解决核心部件制造难题的最终解决途径。飞秒激光微纳制造是微纳制造中最有前途的制造方法之一。但随着近年来制造业逐步向功能化、个性化发展,精密仪器制造、高能物理核心实验部件、硬脆材料、透明材料的加工中,对功能性、装饰性曲面结构的需求,带来了工艺复杂化、高能耗、产能低的加工难题。曲面结构的加工,尤其在微纳加工领域中的曲面结构加工难题,亟需解决,直接、有效、快速、性价比高的曲面加工技术手段的开发,成为当务之急。飞秒激光微纳加工,具有超快、超强、高分辨率的独特性质,拥有加工材料适应性广、冷加工、重铸效应极小等加工优势。但限于点线面的基本加工工艺,在弯曲结构加工方面能力有限。而在非衍射光学领域,随着空间光整形技术的不断发展,艾里光束——一种可以在自由空间传播中呈现弯曲特性的特殊光束,在实验室得以实现。该成果发现伊始,即获得全球学者的关注。其相关研究课题,从原理、特性探讨,逐步向多领域、应用型研究方向拓展。本论文将尝试结合飞秒激光加工优势与空间艾里光束整形技术,探索飞秒激光弯曲加工机理及其应用,拓展飞秒激光基础加工能力。主要工作有:1、验证了飞秒激光加工特点与优势。以飞秒激光高斯光束微孔加工为切入点,利用叩击式加工方法,多方向成像表征,分析了影响微孔直径、深径比等关键技术指标的相关因素,梳理了微孔加工工艺,总结了微孔加工规律。2、实现了艾里光束的生成。在理论上,利用MATLAB软件数值模拟技术,实现艾里光场的理论描述和参数化控制,研究了关键参数对艾里光束光场性质的影响,总结了艾里光束随参数变化规律。并结合飞秒激光与空间光调制器,利用傅里叶透镜生成法,实现了高斯光场向艾里光场的转变,验证了数值模拟结果,总结归纳了影响艾里光场无衍射、自加速特性的实验参数变化规律。3、结合飞秒激光加工优势和艾里光束自加速弯曲特性,实现了弯曲结构的制备。搭建了飞秒激光艾里光束加工系统,成功制备了弯槽结构,验证了飞秒激光结合艾里光束弯曲加工工艺确实能够实现弯曲结构的加工制备,并总结了加工工艺与参数影响规律。4、探索了新的自加速弯曲光束的生成方法,提出了进一步改进艾里光束弯曲加工的工艺思路,多种弯曲结构制备的可行方案。