垂直腔面发射半导体激光器由于其加工容易、效率高、二维阵列易于集成、容易进行光束整形和集成等特点，近年来在集成电路、光纤耦合、激光泵浦、微流控芯片等领域引起了广泛的关注。然而由于垂直腔面发射半导体激光器的腔长短，所以其出射光的发散角比较大，需要微光学元件对其进行光束整形；而传统的加工技术对于三维的微光学元件尤其是非球面形貌不能实现，因此飞秒激光直写技术的出现解决了微光学元件的加工制作上的困难。飞秒激光直写技术是利用其可以突破衍射极限的超高精度加工，实现在三维空间内任意形貌的加工制作。本实验利用飞秒激光直写技术加工制备了微光学元件非球面微透镜对垂直腔面发射半导体激光器出射光进行光束整形，减少其发散角。本文中介绍了飞秒激光直写的原理和应用，并实现了不同尺寸的非球面微透镜的加工制备，解决了使用低数值孔径物镜加工大尺寸微透镜所引起的加工误差问题，并且实现了非球面微透镜在任意非透明衬底上的飞秒激光直写加工，自行搭建了飞秒激光正置和倒置加工系统。