针对航空航天领域对超静平台纳米量级位移遥测的需求, 研制了一套体积小、质量轻、便携式的激光多普勒纳米位移遥测系统; 系统在电学部分采用基于数字零中频的解调方案, 模拟器件的减少有助于提高系统的探测准确度和精度; 理论分析了基于数字零中频的纳米位移振动解调算法, 并进行了算法实现和试验验证, 研究结果表明, 该算法最小探测相位达到1°, 对应振动位移2.15 nm。在此基础上, 利用PI-E501标准振动源, 在作用距离为10 m处, 对研制的激光多普勒纳米位移遥测系统进行了性能测试, 实现了振动频率10 Hz和1 000 Hz下和幅度1 000、200、10 nm的遥测, 测试结果表明: 该遥测系统满足工作频段在几十到几百赫兹, 振动位移为微米甚至更低的航空航天领域对超静平台测量的要求。

纳米位移传感器多集成在纳米平台的平行移动柔性机构中，通过闭环控制回路来实现纳米级的平台移动精度，本文介绍了利用具有亚纳米分辨率的三光束单频激光干涉仪校正纳米级电容式线性移动平台位移的工作，阐述了校正测试系统的布局以及线位移和角度位移的校正测试原理。通过实验成功地对移动线位移320 μm的纳米平台进行了校正，实验数据表明,该平台的偏摆最大角位移为3.5″。另外，对该校正系统进行了测量不确定度分析，在覆盖因子k=2时，它的扩展不确定度为(1.8+1.23×10-2 L)nm，测试长度L的单位是μm,由此显示该系统可有效评价纳米平台的移动性能。

本文提出了一种基于光杠杆原理非接触式的纳米级微位移测量系统.该系统通过光学方法对微位移量进行放大,光学放大倍数高,该系统的理论分辨率可达4nm,实际测得静态分辨率小于10nm.信号处理采用基于高精度一维PSD的信号探测电路,并且通过设计有效地抑制了噪声和干扰.实验中使用PZT作为被测物的微小位移驱动器,与电容测微仪JDC-Ⅱ所测数据进行了验证比较,系统所测得的数据证明了其正确性和可行性.并且该系统受温度影响小,结构简单,便于使用MEMS技术集成和微型化.

光镊系统可以实现微米粒子的纳米精度位移测量,对该测量装置和方法及各种误差来源进行了分析。着重讨论了动态图像分析法,包括灰度重心法和新发展的幂次重心法、二次曲线拟合法。提出了一种对图像分析法进行评估的数值模拟方法,对这三种算法引起的误差进行了数值模拟。结果表明,方法误差与随机噪声的性质有关

在微米量级的光操控和测量的基础上,建立起纳米位移的定量测量装置和方法。文中描述了一个简单的实验,对这两种方法作了讨论。