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目前，纳米磁性材料的应用非常广泛，已经从传统的技术领域发展到高新技术领域，从单纯磁学范围，拓展到与磁学相关的交叉学科领域，其广度和深度比其他功能材料都要大得多。磁畴结构及其运动规律直接决定了磁性材料的物理性质和应用方向，因此纳米尺度的磁畴检测是进行纳米磁性材料研究的前提条件。与此同时，现有的磁畴检测技术都存在一定的不足之处，如分辨率较低、灵敏度较低、装置比较复杂或者昂贵等。因此对纳米磁性材料的进一步研究，需要一个更加完善的磁畴检测技术。
近场光学探针是扫描近场光学显微镜的核心器件。现有的近场光学探针制备技术都存在一定的缺点，如制备探针的重复性较差，制备的探针的分辨率较低或通光效率较低或者装置较复杂等。因此发展一种装置比较简单且制备探针的重复性较高的近场光学探针制备技术从而制备出分辨率和通光效率较高的探针，并进一步拓宽扫描近场光学显微镜的应用范围具有重要意义。
本论文的主要目的是设计和搭建一种分辨率和灵敏度较高、装置比较简单且便宜的磁畴观测系统，以及一种装置比较简单且制备探针的重复性较高并能制备高分辨率和通光效率的近场光学探针的装置。本论文的内容主要包括三部分。第一部分是新的磁畴观测系统的设计与搭建。第二部分是静动结合化学腐蚀法制备近场光学探针的理论分析。第三部分是新的近场光学探针制备装置的设计与搭建。
首先，我们利用巨磁阻磁头设计并搭建了一个新的磁畴观测系统。该系统主要由计算机、控制机箱、巨磁阻磁头、数字源表、离子风机、xy向扫描器、z向扫描器、电控位移台、四维调整架和光学显微镜及CCD摄像头组成。系统中的巨磁阻磁头是商用的，其中的巨磁阻薄膜的尺寸仅为几十纳米，因此其极易被静电损坏。我们着重研究了其被静电损坏的机制。根据静电产生的三种模式，分别采取了一些措施，解决了巨磁阻磁头极易被静电损坏的问题。利用我们搭建的这个系统，我们进行了记录在纳米磁性材料上的磁畴观测，得出了初步的实验结果。此外，我们还利用磁力显微镜观测了这些记录在纳米磁性材料上的磁畴，且将我们的系统所得的初步结果与磁力显微镜所得结果进行了比较，比较后的结果证实了我们系统的可行性。
其次，我们对静动结合的化学腐蚀法制备近场光学探针的原理进行了理论分析。首先，根据光纤移动速度对氢氟酸腐蚀液面的影响情况，我们具体分为了五种情况详细的分析了该法制备近场光学探针的过程，并得出了各种情况下，制备的近场光学探针的长度及锥角的函数表达式；然后我们又数值模拟并分析了腐蚀时间及光纤移动速度对所制备的近场光纤探针的长度及锥角的影响情况。根据上述分析，我们得出了该法制备探针的机理，即先由静态部分将光纤腐蚀成一个锥台的形状；在此彤状的基础上，再利用光纤的移动速度对氢氟酸腐蚀液面的影响情况，将光纤制备成各种结构的光纤探针。
最后，我们设计并搭建了一个自动化腐蚀法制备探针的装置。该装置主要由计算机、控制电路板、步进电机、手动平移台、精密平移台、横梁、支架、光纤夹、聚四氟乙烯烧杯、米勒钳、底座及带孔的盖子组成。利用该装置，我们进行了近场光学探针的实验制备，制备出了各种结构的光纤探针。然后我们用磁控溅射法在光纤探针表面进行了金属银的镀膜，并将镀膜后的光纤探针利用扫描电镜进行了观察。扫描电镜所得出的结果证实了我们搭建的这个装置的可行性。此外，利用这些结果，我们详细的分析了探针制备的各个条件对所制备的探针结构参数的影响情况，实验上所得出的结果与理论分析所得结果基本一致。