该文就SPM的理论进行了深入的研究和分析,对SPM的基本结构以及每个环节进行了详细的总结,并从SPM的理论出发,在以前的激光力显微镜(LFM)的基础上,重新设计了轻敲模式原子力显微镜.测量速度和精度定标一直是困扰轻敲原子力显微镜的两大问题,为此我们首次结合相位检测技术和表面形貌测量于一体,提出了一种新的表面形貌测量技术:恒敲击力控制反馈模型.由于探针样品工作在轻敲模式,周期性的探针样品接触导致探针的振动中包含了高次谐波分量,通过检测它来测量探针样品间的敲击力,从而控制探针振幅,使得敲击样品的力恒定,探针振幅的改变就反应了表面的形貌.使用该方法不仅可以较高的提高探针样品系统的反应时间,同时还可以通过干涉对振动振幅的测量来直接获得表面形貌的纵向定量值,为纵向定标提出了一条新的思路.基于AFM系统的复杂性特点,该文放弃了采用理论建模的方法对系统精度进行分析,尝试着从系统辨识的角度来对AFM的精度进行了综合,指出了AFM精度和分辨率的主要影响因素.最后我们利用自己研制的AFM对大量样品进行了测试,并对结果进行了分析.另外,我们还试着对部分硬质样品进行了重复性测试,效果良好.