制造质量工程是先进制造业中最为重要的一环。它解决产品在线质量控制是生产过程中的质量保证与质量控制的原理、方法和技术。它的研究目标是提高产品的制造质量和市场竞争力。测试计量学科的任务就是为先进制造业和国民经济重大课题服务，提高现代制造质量工程的水平。本课题研究现代制造的质量控制、溯源中的几个关键性测试计量技术方法和基础理论。研究的侧重点是它们的基础性，创新性和系统性，兼顾质量管理工程。

提出了一种共光路外差干涉测量模拟磁头磁盘静态间隙的方法,该方法以低频差横向塞曼双频激光器作为光源,采用专门设计的双折射透镜分光和相位测量技术,实现了对光波半波长的3600细分,从而使测量分辨率达到0.1 nm.原理实验结果表明,该系统在无恒温的普通实验室条件下,1 h内稳定测量实验结果漂移小于4 nm;利用压电陶瓷(PZT)微动工作台(步进分辨率1 nm)驱动反射镜(模拟磁头)产生位移,在1μm范围内与该系统测量结果进行比对,得到线性相关系数优于0.9998.

提出了一种基于圆盘旋转光栅调制的傅里叶变换光谱仪(FTS),光栅同时实现了分束和外差调制的功能.分析了三种实现分光的方案,通过对三个波长分别为670 nm,633 nm和532 nm的激光进行了频谱测量实验,结果表明该光谱仪具有良好的稳定性和抗干扰能力,经调制后测量灵敏度倍增20倍,尤其适用于微弱信号测量和近红外领域.

以聚四氟乙烯（PTFE）材料制成的积分球为基础，研制了7种组合型入射光学系统，并对它们的余弦特性进行了测试。其中PTFE积分球、磨砂石英半球型漫射器和修正环的组合型入射光学系统的设计具有创新性。在±30°入射角范围内，余弦误差小于0．23％；在±60°入射角范围内，余弦误差小于1．14％；在±75°入射角范围内，余弦误差小于2．5％；在±80°入射角范围内，余弦误差小于5．5％，积分余弦误差〈f2〉=0．94％，指标达到国际先进水平。组合型入射光学系统能够很好地满足太阳紫外光谱辐射地面测量的需求。

柔性铰链精密定位工作台具有直接传动、无摩擦、结构紧凑、重量轻、刚度好及分辨率高等优点.设计了一种具有较大传动比的定位工作台,介绍了其系统结构和工作原理,并对刚度性能作了分析.利用双频激光干涉仪对压电陶瓷驱动下的工作台特性进行了测量.结果表明,该工作台具有纳米级的分辨率和定位精度.

根据Sasian的面对称光学系统的象差理论,全面分析了球面后视镜的成象质量。在后视镜设计中需要控制的象差主要是失真变形、二次方畸变Ⅰ和二次方畸变Ⅱ,以及立方畸变。建议将Bzier曲面引入后视镜设计,计算和实验都表明Bzier曲面后视镜可以在不过多地、整体地缩小曲率半径的前提下扩大视场范围。

采用直角坐标系统的机床或测量机共有２１项结构误差，其中１８项误差呆以用现成的干涉仪测量，另外３项滚转角误差没有现成的仪器测量。提出了一种动态测量滚转角误差的方法，基于偏振面旋转角的测量，并半波片作传感元件，自动读出法给出测量结果。

基于表面等离子体共振(SPR)的纳米定位装置可以实现纳米级的定位分辨率和重复性.通过设计特殊四面体棱镜,使四面体棱镜第一个反射面的入射角等于SPR的共振角,在该反射面上镀上金属膜,后面放置光纤探头构成SPR定位指零装置,实现了纳米定位装置和干涉仪系统的集成.干涉仪测量前利用SPR纳米定位系统确定一个零位,当发生漂移时回到定位零点进行读数校正,就可以减少干涉仪的漂移误差.建立了集成纳米定位装置的干涉仪系统.实验表明,干涉仪的测量不确定度从70 nm减小到10 nm,提高了系统的测量精度和稳定性.

在线检测硬盘磁头飞行高度（FH）是高密度磁存储技术商品化的重要环节。提出了一种对称共路双频外差干涉测量硬盘磁头飞行高度的方法,用于在线检测磁头飞行高度瞬态调制变化。采用横向塞曼激光器作为外差光源,结合高速相位测量技术,可实现对磁头飞行高度高分辨率（0.1 nm）,高采样频率（100 kHz）直接在线溯源测量。通过对称布局的两路差动干涉仪结构,系统能自适应补偿环境振动等扰动引入的随机误差以及盘片复杂运动引入的阿贝误差,还可兼容透射式玻璃盘片模拟条件下的硬盘磁头飞行高度的测量。结果表明,当盘片的偏摆在1.2μm时,系统可清晰描述小于10 nm的飞行高度调制现象。

文章在中国计量科学研究院研制的差拍法布里-珀罗（F-P）干涉仪基础上，提出用密封干涉光路的真空系统方法，来消除空气折射率变化对测量结果的影响。研究了空气折射率变化对测量精度的影响关系，给出真空系统所需的真空度的估计式。并设计制作了适用于该系统的密封干涉光路的真空系统。