本文提出了一种可用于原子力显微镜的基于平面环形微腔的高精度位移传感器。本传感器在GaAs/AlGaAs/GaAs薄膜结构上实现了悬臂梁与平面环形微腔的一体化集成,以平面环形微腔的透射谱对悬臂梁位移极其敏感的特性为理论依据,结合了光学传感器的高精度、高灵敏度特性以及微机械的体积小、工艺成熟等优点。本文首先通过理论分析以及微纳光纤环的实验方法验证了基于平面环形微腔的高精度位移传感器在原理上的可行性;通过对平面环形微腔的各重要性能指标以及传感器的灵敏度和噪声分析,得出微腔的半径以及光波导与微腔的耦合效率是影响传感器性能最重要的参数。并以此为依据对悬臂梁的尺寸及微腔各重要参数的最优化取值进行了深入的研究。最终得到悬臂梁的长、宽、高分别为400μm、50μm、60μm,光波导以及微腔的宽与高分别为1μm和0.6μm,微腔的半径为20μm,光波导与微腔间的最佳耦合间距在0.05μm左右。其次,本文在对电子束的曝光及显影条件进行了大量的对比性实验后,提出了在电子束刻蚀后采用聚焦离子束对光波导与环形微腔的耦合区域进行精确的二次加工的创新性工艺,并总结出了位移传感器的整套工艺流程。最后,本文提出了位移传感器的总体测试方案,通过在测试过程中遇到的问题对传感器的设计及工艺上的缺陷进行了详尽的分析,并提出了一系列改进措施。本文将平面环形微腔的透射谱对位移极其敏感的特性引入位移传感器,通过其透射谱频移的变化来实现悬臂梁位移的精确探测,有望突破传统MEMS传感器的检测极限。此外,本文提出了在电子束刻蚀后,采用聚焦离子束对光波导与环形微腔的耦合区域进行精确的二次加工的创新性工艺。为传感器更深入的研究以及相关器件的工艺加工提供了有力的借鉴。