热塑性塑料激光透射焊接以其优良的焊缝质量、易于控制、可焊接微小零件等诸多优点而成为人们研究的热点。但是关于热塑性塑料激光透射焊接研究的最先进技术一般都在国外,国内虽然也认识到此项技术的重要性,但展开实质性研究的并不多。而开展热塑性塑料激光透射微焊接方面的研究对解决在微器件中塑料件之间的连接及微器件的封装问题,以及在复杂二维焊缝情况下如何更高效的完成焊接具有十分重要的意义。本文提出了一种新型的基于二元光学的热塑性塑料激光透射微焊接方法。首先,研究了热塑性塑料激光透射微焊接的工艺系统,建立了激光光波数学模型以及微焊接系统,研究了工艺系统中塑料材料特性和焊接吸收剂。其次,建立了衍射光学元件(DOE)理论模型及标量数学模型,并以此为基础建立衍射数学模型。接着,对传统的GS算法进行修正,使其适用于菲涅耳衍射模型;利用修正的GS算法对DOE进行设计,模拟衍射结果,并基于初值对GS算法计算结果具有较大影响,分别选取了三种典型的初始:IFT Phase,Constant Phase,Random Phase进行模拟计算,计算结果表明采用IFT Phase作为初始值具有更高的衍射效率η和更小的均方差SSE;对目标图像进行编码,分析了对目标图像分别引入振幅自由度和相位自由度以及同时引入振幅自由度和相位自由度对计算结果的影响。计算结果表明同时引入适当的振幅自由度和相位自由度能改善衍射效果;本文还模拟计算了对于复杂目标图像进行DOE设计,模拟计算结果良好,表明了程序编制的正确性。最后,针对具体Nd:YAG激光器,设计制备了DOE,衍射实验结果表明衍射后光斑形状与目标形状基本保持一致。本文的研究为基于二元光学的热塑性塑料激光透射微焊接方法研究奠定了坚实的基础。