为了研究扫描近场光学显微镜（SNOM）光纤探针的光学特性，采用基于场追迹方法的光学软件VirtualLab Fusion进行了仿真实验，取得了SNOM光学探针尖端外部光场的分布情况。结果表明，沿z轴方向，不同截面上的光场分布都会呈现小孔衍射的图案，其中心斑点中心强度随着z值的变大而呈近似指数函数衰减，到z=100nm位置处几乎衰减为0；中心斑点轮廓线的半峰全宽随着z值的变大而呈现先不变后增大的趋势，其拐点处于z=20nm位置处，此时对应的中心强度值为7.2V/m²，这个强度值按指数函数计算正好处于z=0nm位置处强度的e^-2。结果清晰显示了SNOM光学探针的光学特性，证实SNOM探针工作时需要与样品表面保持在10nm左右的必要性。

为了解决非定域干涉同心圆环图像的圆心和半径的精确提取问题, 提出了一种基于图像取反的暗亮环兼顾的算法, 以点光源非定域干涉同心圆环为对象, 在平滑降噪预处理基础上, 利用霍夫圆变换获得参考圆心, 以参考圆心为基础分别在其x方向和y方向上[-50, 50]像素范围内每隔5 pixel取一条强度轮廓线, 每一条强度轮廓线取反后, 分别实现暗环和亮环峰位坐标的精确识别, 再利用圆回归拟合得到系列圆心和半径, 通过系列圆心和半径的平均运算实现图像最终圆心和半径的精确提取。结果表明, 靠近中心的3个亮环和3个暗环各自的圆心坐标非常接近, 相对于总平均值的最大偏差为-3.7 pixel, 即相对于总平均值的最大相对偏差为-0.15%, 重复性很好; 相邻两个圆环半径平方比值相对于实际比值的误差在-4.18%~0.36%之间变化, 验证了算法的可行性。该研究对实现自动化检测、提高测量精度是有帮助的。

为了研究原子光刻实验中基片对汇聚激光场的影响，基于几何光学，采用数值仿真的方法，研究了基片表面的倾斜度对光学势阱的影响。结果表明，当基片表面相对于激光驻波中轴线正倾斜时，基片表面会形成一个无光场区，使光学势阱为0，且在z方向上光学势阱会发生一个零值突变；当基片表面相对于驻波中轴线负倾斜时，基片表面永远存在光场，在z方向上光学势阱不会发生零值突变，且光学势阱相对于z=0会出现对称现象。该研究结果对激光汇聚原子沉积实验具有指导意义。