Ｘ射线衍射仪是目前纳米检测中最为行之有效的一种方法，对纳米技术的发展有着重要的意义。但是，目前由于受其驱动器性能的影响，在应用推广上还受到一定的限制。针对这一问题，文章提出采用超磁致伸缩材料，研制的驱动器具有位移量大、分辨率高、结构简单等特点，将其应用于Ｘ射线衍射仪中，将对其发展起着极大的推动作用。

提出一种用于大型光电精密仪器的自主控制静压气体轴承方案。按气体轴承刚度最大准则优化了固有节流轴承参数。给出了进气、排气、进气-排气三种主动节流方式下的承载能力特性。计算结果表明,轴承参数优化是合理的,能为自主控制轴承实现无穷刚度提供良好的负载范围。三种主动节流方式也为自主控制气体轴承提供了多样性选择。

为解决纳米级大范围的非接触测量问题,提出了基于差动式共焦显微技术的光聚焦探测系统。介绍了系统 的工作原理和结构装置,对系统中的关键技术进行了优化设计,通过对共焦光路的差动设计,可以有效地抑制光源的噪声和漂移对测量结果的影响。初步实验结果表 明,该系统的轴向分辨率可达2 nm。

针对大尺寸试件的圆柱度误差的超精测量时仪器的测量基准的误差分离问题，提出了一种可分离出基准间的平行度误差以及直行基准的直线度误差的方法，即反向法误差分离技术。利用该方法建立的两截面及多截面误差分离模型已用于重要试件圆柱度误差的超精测量中。

系统用自聚焦透镜代替共焦扫描显微镜中的聚焦透镜,将自聚焦透镜体积小的特点与共焦显微技术的轴向高分辨力和绝对位置跟踪特性有机结合,具有测头微小型化,高的轴向分辨力、较大倾斜表面的瞄准能力、对突跳位置的绝对跟踪能力等特点.选用PZT作为轴向扫描驱动元件(线性范围±5 μm,每个脉冲2 nm进给),用高精度电容位移传感器作为位置跟踪元件(线性范围±5 μm,分辨力1 nm).对20°角度块进行测试实验表明,在测头直径为1 mm的情况下,系统对20°倾斜度以内的斜面轮廓的探测轴向分辨力可达10 nm.

基于扫描探针理论，本文介绍了一种超精神加工金刚石刀具刃口锋锐轮廓的测量方法，给出了测量图象并分析了测量结果，首次对金刚石刀具刃口轮廓参数进行了ＡＦＭ扫描原理下的初步评定。这一方法可提高金刚石刀具刃口锋锐度的测量准确度，对进一步分析刃口参数如何影响超精密加工表面质量具有指导意义。

较全面地介绍了用于表面微观轮廓测量的几种高分辨率甚至可达亚纳米的光学测量方法及其最新进展。文中重点描述了以扫描共焦显微检测法、离焦误差检测法为代表的光触针法，以ＴＯＰＯ轮廓仪、Ｎｏｍａｒｓｋｉ显微镜，外差干涉轮廓仪，双焦干涉轮廓仪和同轴干涉轮廓仪为代表的干涉同量法和以扫描近场光学显微镜及光子扫描隧道显微镜为代表的近场光学法三种适用于表面微观轮廓测量的光学测量方法，分别介绍了其工作原理、特性，发展现

分析了基于能量守恒法获得的对数光锥位相函数的特点，建立了长焦深元件焦深与系统f／#及衍射元件浮雕深度间的函数关系，基于菲涅耳衍射公式分析了参数不同时元件的轴向光强分布规律。仿真结果表明：在给定波长及焦距的条件下，折-衍混合长焦深元件相对同f／#的球面折射透镜的焦深扩展倍数取决于衍射元件的浮雕深度，其值越大，焦深扩展倍数越大，焦深内轴向光强分布越接近平顶分布；焦深一定时，小f／#系统更易获得焦深内轴向光强的平顶分布。

为兼顾成像系统消色差及扩展焦深的特性，提出了一种基于折/衍混合原理的长焦深成像物镜在可见光波段内消色差的方法。通过阐述对数光锥位相结构的特征，讨论了长焦深元件的色散特性，并依据折／衍混合消色差原理，确定长焦深成像物镜中折射元件与衍射元件位相函数重新分配的原则；位相重新分配后，衍射元件在承担扩展焦深功能的同时增加了部分消色差光焦度，从而使长焦深元件获得消色差特性。理论和仿真分析表明，位相函数重新分配后得到的长焦深元件在中心波长λd（587nm）时的轴向光强分布与原长焦深元件一致，而在波长为λF（486nm）、λc（656nm）时的轴向光强分布区域重合，即在保留焦深扩展特性的同时，有效地校正了其在可见光波段内的初级色差。

具有立方莱夫斯相结构的Ｒｆｅ２雁化合物ＴｂｘＤｙ（１－ｘ）Ｆｅ２，在室温环境下具有极大的磁致伸缩量，应用这种材料研制的微位移驱动器，具有大位移高分辨率及大输出力等特点。从驱动器使用角度出发，对这种材料的原理及特性进行了阐述，同时分析了超微致伸缩驱动器的结构及特性。设计并研制了超磁致伸缩微位移驱动器，通过实验分析，驱动器的位移分辨率达０．５ｎｍ，行程范围４０μｍ，在精密及超精密加工领域有着广阔的应用