與STM類似，在AFM中，使用對(duì)微弱力非常敏感的彈性懸臂上的針尖對(duì)樣品表面作光柵式掃描。當(dāng)針尖和樣品表面的距離非常接近時(shí)，針尖的原子與樣品表面的原子之間存在極微弱的作用力(10-12~10-6N)，此時(shí)，微懸臂就會(huì)發(fā)生微小的彈性形變。針尖與樣品之間的力F與微懸臂的形變之間遵循虎克定律:F=-k*x ，其中，k為微懸臂的力常數(shù)。所以，只要測(cè)出微懸臂形變量的大小，就可以獲得針尖與樣品之間作用力的大小。

　　針尖與樣品之間的作用力與距離有強(qiáng)烈的依賴關(guān)系，所以在掃描過程中利用反饋回路保持針尖與樣品之間的作用力恒定，即保持為懸臂的形變量不變，針尖就會(huì)隨樣品表面的起伏上下移動(dòng)，記錄針尖上下運(yùn)動(dòng)的軌跡即可得到樣品表面形貌的信息。這種工作模式被稱為"恒力"模式(Constant Force Mode)，是使用廣泛的掃描方式。

　　AFM的圖像也可以使用"恒高"模式(Constant Height Mode)來獲得，也就是在X，Y掃描過程中，不使用反饋回路，保持針尖與樣品之間的距離恒定，通過測(cè)量微懸臂Z方向的形變量來成像。這種方式不使用反饋回路，可以采用更高的掃描速度，通常在觀察原子、分子像時(shí)用得比較多，而對(duì)于表面起伏比較大的樣品不適用。

　　測(cè)量分析顯微鏡的作用分析:

　　1、直角坐標(biāo)中測(cè)定長度

　　2、旋轉(zhuǎn)度盤測(cè)定角度

　　3、用作觀察顯微鏡

　　4、利用微微動(dòng)載物臺(tái)之移動(dòng)，配全目鏡之十字座標(biāo)線，作長度量測(cè)。

　　5、利用旋轉(zhuǎn)載物臺(tái)與目鏡下端之游標(biāo)微分角度盤，配全合目鏡之址字座標(biāo)線，作角度量測(cè)，令待測(cè)角一端對(duì)準(zhǔn)十字線與之重合，然再讓另一端也重合。

　　6、利用標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)螺紋的節(jié)距、節(jié)徑、外徑、牙角及牙形等尺寸或外形。

　　7、檢驗(yàn)金相表面的晶粒狀況。

　　8、檢驗(yàn)工件加工表面的情況。

　　9、檢測(cè)微小工件的尺寸或輪廓是否與標(biāo)準(zhǔn)片相符。

　　測(cè)量分析顯微鏡，采用透、反射的方式對(duì)工件長度和角度作精密測(cè)量。特別適用于錄象磁頭、大規(guī)模集成電路線寬以及其它精密零件的測(cè)試。廣泛地適用于計(jì)量室、生產(chǎn)作業(yè)線及科學(xué)研究等部門。

　　測(cè)量分析顯微鏡為光柵數(shù)顯的小型精密測(cè)量儀器。工作臺(tái)除作X、Y坐標(biāo)的移動(dòng)外，還可以作360?的旋轉(zhuǎn)，亦可以進(jìn)行高度方向做Z坐標(biāo)的測(cè)量;采用雙筒目鏡觀察。照明系統(tǒng)除作透、反射照明外還可以作斜光線照明。儀器進(jìn)一步可連接CCD電視攝像頭，作工件的輪廓放大;亦可連接計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理等測(cè)量。是一種理想的多用途的小型精密測(cè)量儀器。