随着电子技术及功能型微结构加工技术的发展,微结构的制备正趋于小型化、功能化发展。各种功能型微结构已经广泛应用于医疗、航天、机械等领域。各种微结构的制备方法层出不穷,其中飞秒激光双光子聚合技术凭借其高分辨率、低热效应、高灵活度,且真正实现三维空间加工等优点成为国内外的研究热点。同时微结构的制备与检测是两个不可分割的部分。本论文主要探索了飞秒激光双光子聚合制备微结构的三种工艺;研究了基于飞秒激光双光子聚合技术的掺杂石墨烯微结构的制备与检测;设计了一种基于机器学习改装传统光学显微镜的方法,并应用于三维双光子微结构的检测。主要工作如下:一、探究了一种在非水平表面制备大面积微结构的方法,该方法通过检测制备区域中三点的对焦系数,得到软件在制备大面积微结构时的对焦补偿;通过该方法制备了一种微小形变检测光栅。设计了一种二次制备双光子微结构的方法,通过在载玻片表面设置固定标记点,在多次制备微结构时通过固定标记点,可快速、精准地对焦至同一区域。发明了一种二次镀膜制备微电极及其引脚的方法,将二维掩膜版图案三维化可有效提高掩膜版图案制备成功率,利用镀膜法制备微电极引脚可有效解决传统银胶制备引脚不牢固的情况。二、将水溶性石墨烯材料与光刻胶混合,制备了一系列二维平面图案,基于拉曼光谱对图案进行表征,表明石墨烯材料已成功掺杂进微结构中。另外,制备了纯光刻胶和掺杂石墨烯的两种材料的“井字形”结构,利用扫描电子显微镜(SEM)检测拍摄,表明掺杂石墨烯的微结构在结构统一性及收缩性上优于纯光刻胶微结构。该项工作为石墨烯三维构型等工作提供了新思路。三、为了方便检测三维微结构及优化检测过程,将深度学习技术和图像处理技术应用于光学显微镜。设计了一种基于计算机视觉、机器学习和Python软件编程控制的显微镜自动搜索及三维重构系统。系统采用CMOS电子目镜作为图像采集端,通过树莓派作为主程序控制模块对图像进行处理并控制步进电机调节观测域。最后将图像数据保存至NumPy数组,通过调取不同高度微结构图像数据进行三维重构。该项工作将人工智能算法与传统实验设备相结合,达到了较好的实验效果。