随着科学技术的不断发展,激光加工技术作为先进制造技术已经在工业、航空、机械制造、医疗等各个领域发挥着不可替代的作用,其对提高产品质量、实现自动化等也起到了重要的作用。准分子微加工技术更是以其功率密度高、成像分辨率高、吸收系数小、热效应小等特点被广泛的研究和使用,例如利用准分子激光进行材料表面抛光、生物芯片的制作、图形加工等等。在准分子微细加工过程中,加工系统若不能及时、准确的对像面位置做出判断并进行定位,将难以获得较高的加工速度和稳定的加工质量,而且费时费力。本论文主要研究的内容包括两部分,即准分子激光器微加工过程中的像面定位方法和Z轴跟踪系统。论文结合准分子激光刻蚀加工过程、Matlab曲线拟合理论、激光位移传感器的工作原理以及跟踪控制软件的编写进行了比较详细的研究和讨论。首先,调研了国内外激光加工系统中自动对焦跟踪的研究状况,讨论了目前的激光加工系统中自动对焦的研究发展方向以及所存在的问题;然后分析了准分子激光的特点及其在微加工领域中的应用,并确定了本论文的总体结构,展开具体内容的研究。其次,从实验室现有准分子激光微加工系统出发,根据加工平台的运动特点,提出了采用Matlab曲线拟合的方法,以实现对刻蚀加工过程中像面位置的判定,并对Matlab曲线拟合理论进行了详细的分析和研究;同时,深入地研究了激光位移传感器的内部结构及其工作原理,利用激光位移传感器结合六维电动位移台,搭建了Z轴跟踪系统,并通过计算机进行控制,以实现对Z轴的跟踪。最后,采用Windows作为操作平台、Microsoft Visual Basic作为开发软件,建立了准分子激光刻蚀加工光斑信息数据库,开发了Z轴跟踪控制软件;同时开展了像面定位及Z轴跟踪的相关实验,并达到了系统的总体要求。