三維激光直寫是制作衍射光學元件的主要技術之一，它利用強度可變的激光束對基片表面的抗蝕材料實施變劑量曝光，顯影后便在抗蝕層表面形成要求的浮雕輪廓。

三維激光直寫制作衍射光學元件（DOE）是把計算機控制與微細加工技術相結合，為DOE設計和制作的方法提供了極大的靈活性，制作精度可以達到亞微米量級。

三維激光直寫是利用強度可變的激光束對基片表面的抗蝕材料實施變劑量曝光，顯影后在抗蝕層表面形成所要求的浮雕輪廓。激光直寫系統的基本工作原理是由計算機控制高精度激光束掃描，在光刻膠上直接曝光寫出所設計的任意圖形，從而把設計圖形直接轉移到掩模上。激光直寫系統的基本結構如圖《激光直寫系統基本結構簡圖》所示，主要由He-Cd激光器、聲光調制器、投影光刻物鏡、CCD攝像機、顯示器、照明光源、工作臺、調焦裝置、He-Ne激光干涉儀和控制計算機等部分構成。激光直寫的基本工作流程是：用計算機產生設計的微光學元件或待制作的VLSI掩摸結構數據；將數據轉換成直寫系統控制數據，由計算機控制高精度激光束在光刻膠上直接掃描曝光；經顯影和刻蝕將設計圖形傳遞到基片上。

三維激光直寫研究的意義 ：

三維激光直寫技術主要用于制作平面計算全圖、掩模、微透鏡、微透鏡陣列、Fresnel微透鏡、Fresnel波帶板、連續位相浮雕的閃耀光學元件等，制作工藝己經逐漸成熟。激光直寫技術的發展趨勢是從直角坐標寫入系統到極坐標寫入系統，直至多功能寫入系統；從基片小尺寸到大尺寸，從平面寫入到球面、柱面以及曲面；從利用光刻膠材料到聚合物以及其他特殊工藝材料；寫入元件的特征尺寸從幾百微米到亞微米；元件制作時間從幾天到幾小時甚至幾分鐘；從制作二值圖樣到寫入連續浮雕輪廓;從光學元件到微電子、集成電路、集成光學器件等；從發達的國家到發展中國家，并己經應用到空間光學、光通訊、光學顯示等領域，為DOE和微電子、微光學、微機械器件的制作提供了一種新的制作設備。