文章对光外差、移相、正弦相位调制等几种常见的纳米精度干涉测量技术进行了综述,并介绍了上海光机所的相关工作.

提出一种基于正切关系和相位调制技术的动态小角度测量方法。使用双棱镜组成干涉测量臂引导两束平行光至分束棱镜处干涉，通过提取携带被测信息的干涉信号的相位实现动态的小角度测量。由于采用位置探测器（PSD）对测量臂中两平行光束的间距进行测量，简化了测量方程，消除了装置中双棱镜必须对称放置的要求。通过正弦地改变半导体激光器的注入电流在时域内实现对干涉信号的相位调制，形成准外差干涉测量模式，提高了光程差的测量精度。实验验证了该方法的可行性，并讨论了影响小角度测量精度的误差因素。研究结果表明，基于该方法的动态小角度的重复测量精度可达到10^-8rad数量级。

分析了激光自混合干涉仪位移测量误差及特点，提出了干涉仪的设计原则。对激光自混合干涉仪的系统稳定性与测量分辨力进行了实验研究，给出了改善系统稳定性与测量分辨力的有效方法。

在光频光热调制半导体激光正弦相位调制干涉仪的基础上，提出了一种扩大其测量范围的方法，使得在保持纳米精度的前提下，测量范围由半个波长扩大为125.56 μm，并讨论了进一步扩大测量范围的可能性。本方法得到了模拟计算和实验结果的很好验证。

本文介绍一种基于光栅传感器的位移测量仪。它通过硬件电路对2个光栅传感器输出的信号分别进行20细分,然后对细分后的信号分别进行辨向和计数,再使用一个微处理器对辨向信号和计数信号进行处理,得到X-Y工作台在坐标X和坐标Y方向的位移值,最后根据误差修正算法对位移测量值进行修正,得到该仪器的测量分辨率为1μm且测量精度达±2μm（1σ）。此外,所研制的测量仪具有可靠、易于扩展和调试方便的特点。

为使金标免疫分析术能对目标被检物进行高灵敏度快速定量检测,成功研制一种金标免疫试纸条反射式光度计。根据纳米金颗粒对绿光的强烈吸收特性,以绿光激光器为照明光源,以扫描方式测量金标免疫试纸条上经生物反应而结合上去的纳米金颗粒的分布,通过特定算法计算出样品中目标被检物的浓度。该光度计对人绒毛膜促性腺激素标准样品的检测灵敏度达到5 m IU/m l,在5-500 m IU/m l浓度范围内具有良好的线性响应特性,相关系数R^2-0.99,使用研制的光度计对同一生物反应稳定的金标试纸条进行20次重复测量,测量结果的变异系数（CV）小于2%。该光度计具有快速、稳定、灵敏的工作性能。

提出了一种基于人工神经网络的全光纤化大量程实时距离干涉测量仪.采用双正弦相位调制方法,即通过同时调制半导体激光器的波长和干涉仪的光程差实现外差测量.为了扩大干涉仪的测量范围和消除输出信号中的交叉敏感,采用人工神经网络进行信号处理,把两路经过初步解调的干涉信号作为输入样本,物体距离的实际值作为输出样本,对神经网络进行训练,以使其具有良好的推广能力.实验结果表明神经网络的使用不仅扩大了距离的测量范围而且提高了测量精度.

正弦相位调制（SPM）干涉测量技术用于表面形貌测量时，需要帧速高于300frame／s的图像传感器，同时要求调制信号频率与图像传感器帧速成确定的整数倍关系。提出一种基于低速CCD（30frame／s）的帧速可调的高速图像传感技术，通过控制每帧像素总数提高CCD帧速，研制出一种高帧速图像传感器，帧速可达300～1600frame／s，且每帧大小连续可调。将该CCD传感器用于正弦相位调制干涉泰曼一格林干涉仪，测量镀膜玻璃板表面形貌，当CCD图像传感器的帧速与调制信号频率呈16，8，4倍的关系时，得到玻璃板表面形貌的轮廓平均算术偏差Ra小于1．8nm，重复精度优于3nm。

绝对检验消除了参考面面形误差对干涉测量精度的制约,可实现纳米精度的面形测量。对现有主要平面面形绝对检验技术进行了总结比较,运用泽尼克多项式前36项构建被测平面,对边缘噪声、平面原始精度、旋转角度与偏心误差等因素对典型平面面形绝对检验技术测量精度的影响进行了模拟分析。绝对检验对被测平面原始精度、干涉图分辨率和旋转角度误差不敏感,对边缘噪声和旋转偏心误差敏感。实际测量中,旋转轴心对准误差应小于2 pixel,测量中心面积比取95%左右。

文中介绍的误差自修正方法是通过光栅位移测量系统中单片机对光栅传感器的多个零位信号进行计数,并根据测量值和系统设定值得到的误差函数自动进行误差修正。实验结果表明,该方法对光栅位移测量系统的误差既可自动进行有效的修正,又可提高系统的测量精度。