分析了激光干涉系统的原理,给出了长度测量的计算公式,基于我们研制的测长仪讨论了仪器的设计要点,介绍了一种典型应用--数控机床的精度检定.

提出一种外差干涉非线性误差修正方法,采用混频技术将光频信号降低到通用数据采集系统频率响应范围内;采用高速数据采集板实现外差干涉测量信号和参考信号双通道同步实时采集;对采集数据进行光滑处理,滤除高阶非线性误差;解出位移量对应的相位差.试验结果表明,所提出的修正方法可以较好地修正双频激光干涉仪中存在的非线性误差,使外差干涉仪测量不确定度由原来的20nm降低到10nm.

针对目前广泛应用的滚珠丝杠螺旋线误差检测系统的不足，对传统测量仪器进行了改造，以双频激光干涉仪作为长度测量基准、圆光栅作为角度基准，设计以可编程逻辑器件（CPLD）为核心电路的计算机测量系统方案，并进行样机实验研究和试运行，运行结果证明该套测量系统能够实现两级以上丝杠螺旋线误差的动态测量，测量效率高。

对具有特殊后续电信号处理系统的双纵模双频激光干涉仪的非线性误差进行了研究。根据理论分析推导出了存在非线性时输出信号的表达式，并据此给出了非线性误差的表现形式是使混频输出信号产生漂移起伏，主要影响因素是偏振分光镜分光偏振度及光路调整理想程度。根据分光偏振度可计算信号最大漂移幅度及其带来的测量误差，计算出的漂移幅度值与实际观测值相近，该值可作为判断光路调整精度的一个标准，也是确定后续信号处理环节（细分辨向计数）中最大细分数的依据。

分析了现有坐标测量机精度检定的方法,设计了基于双频激光干涉仪为测量基准的三坐标测量机测量不确定度检定系统,给出了检定过程中测量数据的处理方法和测量不确定度的表达式.该系统利用高精度的直线静导轨和动导轨的组合可快速方便地实现三坐标测量机单轴和测量空间内测量不确定度的检定.

提出了对三坐标测量机X向位置偏差δX(X)测量不确定度评定的一种模式,测量仪器采用了双频激光干涉仪.在数学模型的建立过程中充分考虑了δX(X)的溯源性,数学模型主要反映了三坐标测量机X向温度偏离20℃对测量值的影响.在不确定度传播律中较好的解决了各不确定度来源项对合成标准不确定度的贡献途径问题.在结论中讨论了u(δXX)的量值传递问题并提出了减小u(δXX)的对策.

Zeeman双折射双频激光器能够输出3～40MHz频差的双频激光，可用作高测速双频激光干涉仪的光源。针对这种激光器的特点，以频差约7MHz的Zeeman双折射双频激光器为干涉仪的光源，建立了中频差双频激光干涉仪测量系统。经过与商用HP5528A双频激光干涉仪的比对测量实验得出，中频差双频激光干涉仪实验测量系统测量线性度小于0．002％，测量的标准不确定度小于0．1μm，证明了中频差双频激光干涉系统的可行性和针对这种光源采用的设计方案的正确性。

为了使双频激光干涉仪的高精度和可靠性能够在当前急需解决的大尺寸高精度同轴度，直线度测量方面有效的发挥出来，有必要在双频激光干涉仪的信号处理方面采用比相技术，为此，需要稳定Ｚｅｅｍａｎ激光的频差。本文提出了一种基于８０９８单片机系统的智能化稳频差方案，不但保证了频差的稳定性，而且每次开机还能自动搜寻频差极值，从而保证了光频的复现性。系统经过实验验证，频差变化小于５ｋＨｚ／５ｈ工作稳定可靠，可以满足比