将迈克尔逊干涉实验装置用于用压电陶瓷驱动和柔性铰链导向的一体化微定位工作台，通过实验研究了其位移与电压的关系．实验结果表明它们在限定的工作范围内具有良好的二次曲线关系．另外。还对影响系统定位的误差作了相关分析．

设计了一套干涉条纹图像实时采集处理系统.在分析迈克尔逊干涉条纹特征表象的基础上,给出了通过跟踪干涉条纹的移动量测量被测对象纳米级位移量的理论公式;提出了干涉条纹特征点的提取与跟踪算法:分段线性变换、方形窗口中值滤波和门限化边缘提取 ,给出了基于统计学原理的通过计算多条干涉条纹移动量获得被测对象纳米级位移量的计算公式.实验结果表明了该方法的有效性和实用性.

设计了一种基于双Fabry-Perot干涉仪的新型纳米测量系统，阐述了系统各环节的数学模型。针对探针与样品表面相互作用的数学模型比较复杂的特点，详细设计了基于模糊控制理论的控制系统，提出了通过控制探针振动曲线中线不变进行纳米测量的理论依据及实测方法。在此基础上，对系统进行了仿真实验，实验结果充分证明了系统设计及理论依据的正确性。

评价了数显仪特征部分误差分析方法,包括：采样/保持电路、模数转换单元的误差,并通过典型例子和列表数据分析了多种误差源及其综合计算方法.此外,还通过对现代动态范围内平均位误差风险因子量化（BERF）的评述,进一步探讨了传统意义上的数值化模拟系统与现代的建立在BERF-ε原理基础上的数显仪量化误差极限分析之间的关系.正因为后者建立在揭示噪声量子涨落性的直方图和量子相关性的功率谱密度测量上,所以能更客观地表征噪声的量子特性.

本文设计了一种基于双法布里－珀罗干涉仪，采用计算机实时控制处理，以轻拍式探针为传感器的新型纳米测量系统，描述了系统的工作原理，详细进行了系统的理论分析。提出了通过测量双法布里－珀罗干涉仪透射光强基波幅值差或基波等幅值过零时间间隔的方法进行纳米测量的理论基础，分析了轻拍式探针的振动模型，给出了检测探针振幅变化的新方法及理论依据。

研究双法布里－珀罗干涉仪（ＤＦＰＩ）的非线性控制，在所提出的补偿环境及其它影响因素的并行硬件仿真系统（ＰＳＨＳ）基础上，进一步用描述函数方法讨论系统中主要环节，压电类器件和法布里－珀罗（ＦＰ）干涉腔的非线性问题，包括对象的非线性动态特性建模和控制系统的稳定性分析、控制器参数确定等，并且用现有装置验证了理论分析的结果。