双光子光聚合可以用来实现任意复杂的三维结构制备. 1997 年, 日本大阪大学 Kawata 教授研究组首次将双光子聚合用到三维结构的制备上, 实现了三维螺旋结构. 2001 年, 该小组利用高倍率大数值孔径物镜并配备先进的纳米定位仪器, 制造了一个红细胞大小(10 µm 长, 7 µm 高)的公牛像--纳米牛, 成为激光三维微纳加工的标志性符号. 同时, 制备出世界上最小的弹簧振子系统, 使飞秒激光双光子的微细加工真正步入了亚微米尺度功能器件的制造阶段. 该研究在原理上首次采用飞秒激光直写技术突破了经典光学理论中的衍射极限的限制, 利用波长为 780 nm 的飞秒激光获得了 120 nm 的加工分辨率, 使利用飞秒脉冲激光的微加工技术进入了纳米尺度的新境界 .
