根据偏振光的琼斯矩阵理论,分析了一种基于二维光栅分光的同步移相干涉测量系统的工作原理。从干涉系统、分光系统以及移相系统三个部分详细研究了该系统的误差产生原因和作用机理,并针对各种误差源提出了相应的解决办法,为同步移相干涉测量系统中光学元件的选择、光路的调整及其误差的补偿提供了理论依据。结果表明,干涉部分的误差影响较小,可以通过光路的设计降低分光部分的误差;移相系统的误差最大,必须要对移相误差进行标定。

利用琼斯矩阵理论，研究了基于偏振移相技术的激光干涉仪中1／4波片和1／2波片的非理想因素导致非线性误差的产生机理和变化规律．理论研究表明：在导致波片处于非理想状态的各个因素中，干涉仪中两个1／4波片的差模延迟角误差△εη所产生的恒定偏置误差和接收装置中1／4波片的延迟角误差εq3所引起的一次谐波非线性误差，是组成干涉仪非线性误差的最主要的两个部分；波片各种误差源非理想因素导致的非线性误差在小误差情况下经线性叠加后由干涉仪最终输出．

提出了一种利用光的干涉原理测量光滑物体表面粗糙度的方法。该方法采用两光束共光路、同心聚焦扫描可实现表面粗糙度的绝对测量。使用一个半波片改变一路光束的偏振态，避免了传统测量系统中光路具有可逆性的问题，保证了系统的稳定性。使用一个1／4波片使接收端的光束偏振态方向一致，使干涉信号可见度最大。该系统光路结构简单，容易实现。对一标准量块进行了测量，并对光功率计分辨率对测量结果的影响进行了分析，结果表明本系统在实验室现有条件下可以测量轮廓算术平均偏差尺。为0．012μm的粗糙度量块。