局域表面等离子体共振(Localized Surface Plasmon Resonance,LSPR)接触光刻技术相较于传统光学光刻技术,具有无掩模、图形质量与分辨率高、低光刻成本等特点,是一种很具潜力的新型光刻技术。国内外在对LSPR接触光刻技术研究时主要集中于探针结构方面,对探针姿态的检测方面鲜有研究。探针的姿态对光刻质量具有很大影响,光刻过程中探针偏角大于100μrad时,会产生漏光现象,导致光刻失败,所以对探针姿态的检测研究具有重要的意义。本课题来源于中科院光电所国家重点实验室开放课题“纳米直写实验运动平台研制”,根据课题要求需要搭建一套检测系统用于探针的姿态检测和实验研究,满足对探针初始预压量控制、初始偏角调整、最大扫描偏角与扫描过程姿态稳定性检测要求。本文以光电检测技术为基础,设计了基于位置敏感探测器(PSD)的微位移与微小角度检测系统,并进行相关实验研究,达到了预期效果。首先,在课题组对检测方案前期研究基础上,根据检测指标要求设计了以光束偏转法为基础的微位移与微小角度检测方案,将探针的姿态检测转化为对光电传感器上光斑位移的检测。以PSD作为光电传感器、He-Ne激光器做为入射光源,通过对PSD光斑位置检测原理分析得到了光斑位置坐标与PSD输出电压的关系,为后续软件设计提供了理论依据。基于检测方案和系统设计要求进行了检测平台与整体光刻实验平台的搭建,为探针的实验研究提供了平台。其次,以Labview平台为基础进行了检测系统的软件设计,可实现光斑位置数据采集、微位移运动台控制、不同格式光刻图形文件导入与曝光控制等功能。通过实验标定与光路理论模型分析确定了系统标定函数,并对系统误差的主要影响因素进行了理论与实验分析,得出了系统位移测量分辨力为1.4μm,对Y轴偏角测量分辨力为8.5μrad,满足最初提出的检测指标要求。最后,基于搭建的实验平台进行了检测系统实验,实现了对探针初始预压量1μm的控制,对探针的初始偏角调整满足实验要求。利用改进后的探针模块实现了探针最大偏角不超过80μrad的检测,并能对扫描过程中偏角稳定性实时检测,探针最大满偏位移为50μm,满足光刻实验要求。