激光自混合干涉技术因为具有高精度、易准直、结构紧凑、非接触等优点,被广泛应用于工业、生物医学、国防军事等领域中进行距离、位移、速度等物理量的测量。无论大型测量物体还是细小的微结构物体均可以采用激光自混合干涉技术得到运动信息。在现代发展中,生物领域的细胞检测也逐渐受到广大研究者的关注,通过对活性微生物的运动信息进行分析可以得知细胞自身活性情况以及能够判断细胞自身是否发生病变等因素,为了研究一种可以灵活工作在生物细胞生存的微流控样品环境中,同时可以有效地探测到微小结构物体运动信息的传感探测方式,本文基于目前发展成熟的光纤光镊技术分别捕获微球超透镜与生物细胞透镜,形成超透镜传感探测装置,结合自混合干涉理论,构建生物生存环境中微结构测振系统,具体工作如下:1.针对测量狭小微流控环境下微结构的位移信息研究了激光自混合干涉的理论基础,分析传统的自混合干涉理论模型,位移与条纹关系,推导激光自混合干涉的功率方程、相位方程以及相位与位移的关系。对光镊理论基础进行研究,分析光阱力的产生,以及光纤光镊的操纵方法。2.针对适用于测量狭窄微流控环境下微结构位移信息的传感装置,对微球超透镜的聚光特性以及探针与超透镜结合后的仿真模型进行了分析,构建了利用光镊技术捕获微球超透镜形成传感探针,结合激光自混合干涉进行微结构位移测量,通过实验所得信息的提取与分析验证该传感器对微结构位移测量方法的可行性。3.针对微球透镜材质为人工无机材料形成,具有相对较低的生物相容性,容易对活性被测物体造成光损伤的问题,构建了一种活性生物探针传感器,首先通过仿真分析生物细胞的聚光特性,利用天然生物透镜代替人工无机合成的微球超透镜,通过搭建实验台进行试验,对得到的微结构位移信息进行提取分析验证了该传感探针对探测微结构物体的位移信息应用具有可行性。