介绍了基于石英音叉剪切力模式的扫描探针显微镜系统（Scanning Probe Microscope,SPM）的设计和实现。系统由基于PC104总线的工业主板、ATmega16电机控制模块、高压驱动模块、数据采集和前置信号处理模块组成,在TCP/IP和RS232通信协议的基础上通过自定义上层通信协议完成各模块之间的连接。由于采用了模块化设计和工业化标准,该系统可稳定工作于工业现场,用于加工件表面质量的测量、集成电路缺陷检测、材料瑕疵分析等。

剪切力模式近场扫描光学显微镜（Near—field Scanning Optical Microscopy，NSOM）的音叉探针间距控制系统中，用相位反馈控制和检测剪切力，同时采用比例＋积分（PI）技术实现对音叉探针振幅的反馈控制，使探针振幅在扫描过程中保持为恒定值．用相位信号作为探针与样品间距控制信号，分别在无振幅反馈和有振幅反馈两种情况下，以不同速率扫描得到标准CD_RW光盘光栅的两组图像，并进行了比较分析．实验表明，恒振幅反馈电路的引入有助于提高探针系统的响应速度和灵敏度，改善所得图像的质量及分辨率．