二元光學元件的基本制作工藝是超大規模集成電路中的微電子加工技術。但是，微電子加工屬薄膜圖形加工，主要需控制的是二維的薄膜圖形；而二元光學元 件則是一種表面三維浮雕結構，需要同時控制平面圖形的精細尺寸和縱向深度，其加工難度更大。近幾年來，在VLSI加工技術、電子、離子刻蝕技術發展的推動 下，二元光學制作工藝方面取得的進展集中表現在：從二值化相位元件向多階相位元件、甚至連續分布相位元件發展；從掩模套刻技術向無掩模直寫技術發展。最早 的二元光學制作工藝是用圖形發生器和VLSI技術制作二階相位型衍射光學元件。到80年代后期，隨著高分辨率掩模版制作技術的發展(如電子束制版分辨率可 達到0.1μm)，掩模套刻、多次沉積薄膜的對中精度的提高，可以制作多階相位二元光學元件，大大提高了衍射效率。但是離散化的相位以及掩模的對準誤差， 仍影響二元光學元件的制作精度和衍射效率的提高。為此，90年代初開始研究直寫技術，省去掩模制作工序，直接利用激光和電子束在基底材料上寫入所需的二維 或三維浮雕圖案。利用這種直寫技術，通過控制電子束在不同位置處的曝光量，或調制激光束強度，可以刻蝕多階相位乃至連續分布的表面浮雕結構。無掩模直寫技 術較適于制作單件的二元或多階相位元件，或簡單的連續輪廓，而利用激光掩模和套刻制作更適合于復雜輪廓和成批生產。在掩模圖案的刻蝕技術中，目前主要采用 高分辨率的反應離子刻蝕、薄膜沉積技術。其中離子束刻蝕的分辨率高達0.1μm，且圖案邊緣陡直準確，是一種較為理想的加工手段。二元光學元件的一個很大 的優點是便于復制，常用的復制技術有：鑄造法(casting)、模壓法(embossing)和注入模壓法(injection molding)。其中電鑄成型模壓復制將是未來大規模生產的主要技術。根據二元光學元件的特點，其他一些新工藝，例如LIGA、溶膠－凝膠 (sol－gel)、熱溶及離子擴散等技術也被應用于加工二元光學元件，還可利用灰階掩模及PMMA紫外感光膠制作連續相位器件。