压电物镜扫描器是SPM的重要部件，它不仅被用来产生探针的三维运动，而且还是测量数据的直接来源，因此它对SPM的测量精度影响很大。它结构简单小巧；机械固有频率高，对环境振动不敏感；其圆柱对称结构，有利于消除扫描器在X－Y方向的热漂移；易于制造。

 

　　压电物镜扫描器由一个中空的圆柱状压电陶瓷管组成，在其外壁均匀对称地沿轴向镀上4个金属电极。其中相对的两个电极成对使用，施加单极性或双极性的电压，产生一个水平方向的扫描运动。

 

　　压电陶瓷管扫描器载着样品在X－Y平面内做微小运动，样品到针尖的距离会随着样品表面形貌的变化而变化，该距离的变化将改变样品和针尖之间的原子力，原子力的变化会使得悬臂梁产生法相形变。

 

　　通过激光反射路径的变化检测出微悬臂梁的反向形变程度，相应调整Z向压电陶瓷保证样品和针尖的原子力保持恒定。压电陶瓷管扫描器为径向极化电极分割的压电陶瓷管，通常采用四分区进行分割，可以实现XYZ三维运动。也可以根据客户的要求定制进行多区域分割。

 

　　压电陶瓷是一种性能奇特的材料，当在压电陶瓷对称的两个端面加上电压时，压电陶瓷会按特定的方向伸长或缩短。而伸长或缩短的尺寸与所加的电压的大小成线性关系。即可以通过改变电压来控制压电陶瓷的微小伸缩。

 

　　通常把三个分别代表X，Y，Z方向的压电陶瓷促动器组成三角架的形状，通过控制X，Y方向伸缩达到驱动探针在样品表面扫描的目的；通过控制Z方向压电陶瓷促动器的伸缩达到控制探针与样品之间距离的目的。