晶體材料為高階光學系統中重要的光學材料，且單點鑽石車削為加工高階光學元件的重要技術。由於該類材料本身有晶體各向異性的性質，在加工中容易在其光學面出現部分區域脆性斷裂的情況。因此，基於晶體學理論，探討其在單點鑽石車削之超精密加工中，因各向異性導致的脆-韌轉變行為。

螺旋透鏡為具螺旋相位分佈之自由曲面光學元件，能在單一鏡面上實現多焦點成像與延展景深等特殊光場特性，於高階光學成像、生物醫學、光通訊及三維顯示等領域具有重要應用價值。其複雜的曲面形貌與非線性相位變化，對加工精度與表面品質提出極高要求。由於傳統加工策略難以兼顧高曲率區域之形貌精度與整體加工效率，因此，探討如何以高精度單點鑽石車削技術實現螺旋透鏡之製作，並建立適用之佈點與補償機制，成為本研究之核心目標。

超快雷射具高的峰值功率，且幾乎沒有熱影響區。目前僅有以雷射對晶體材料進行加熱提升切削深度，尚無僅藉改質提升加工性的案例。利用雷射對晶體材料進行改質，期望能藉此變化提升臨界切削深度、提升加工效率與減少次表面裂紋。

為了提升手臂於精密操作與接觸作業中的穩定性與控制精度，並進一步改善系統整體反應性能與加工穩定度，我們在研究中結合機器學習進行誤差特徵分析與模型建立，改善機械手臂位移的精準度；並透過回饋系統控制即時修正力偏差，實現動態補償之精確控制。

快刀伺服在單點鑽石車削中用於產生高速且可控的微小位移，使刀具能在主軸旋轉過程中實時改變切削位置。此技術使加工者能直接在硬脆材料或金屬上形成複雜曲面與微結構，突破傳統車削只能製作旋轉對稱面的限制。快刀伺服的發明大幅提升光學面形精度、自由曲面加工能力與製程效率，並推動微透鏡陣列、光學元件與微機電結構的量產化進展。