目前国际上Ｘ射线干涉仪所采用的微动工作台均采用对称式柔性铰链结构，其缺点是侧 滑角大，严重影响干涉信号的对比度，很容易产生干涉条纹的记数误差。为此提出了非对称结构微动工作台的设计思想，并引入有限元方法进行了结构参数优化，研制了整体式Ｘ射线干涉仪。理论分析和实验表明：利用非对称结构研制的Ｘ射线干涉仪，分析器的侧滑角显著下降，干涉信号的对比度大大提高，更适合Ｘ射线干涉纳米测量的要求。

本文构筑了一种在同一干涉仪中可同时实现大范围和高精度纳米测量的双频激光合成波长干涉仪;针对该干涉仪的光路结构特点,提出一种新的粗精定位相结合的干涉信号同相位检测方法,实现了对不同频率干涉信号的同相位检测;实验测量结果表明该定位方法能够实现0.41nm的定位精度.

描述了激光合成波长纳米测量干涉仪的测量原理，分析了非线性误差对该干涉仪的影响，得出了由偏振光非正交、椭偏化和光学元件偏振非止交及椭偏化等对该干涉仪造成的非线性误差为偏振态误差的二阶或高阶小量。进行了激光合成波K纳米测量干涉仪和激光外差干涉仪的对比实验，结果表明激光合成波长纳米测量干涉仪的最大误差为2．1nm，优于激光外差干涉仪的最大误差7．5nm，验证了激光合成波长纳米测量干涉仪的优越性。

介绍了一个基于光学倍乘原理的绝对距离干涉测量系统。系统包括两个干涉仪：采用半导体激光器作为光源的定位干涉仪和测量位移的外差干涉仪。介绍了光源的选择，系统的设计以及信号的采集和处理方案。采用这套绝对测量系统，可以实现长度为2m以内的绝对距离测量，定位精度可以达到±0.5μm。

介绍了利用现场可编程门阵列(FPGA)来实现外差干涉仪动态数据采集的信号处理方案.在这套方案中,在锁存位置计数信息的同时,还可以启动两路模拟信号的A/D转换,并将结果写入缓存,实现了动态数据的采集.

设计了一套干涉条纹图像实时采集处理系统.在分析迈克尔逊干涉条纹特征表象的基础上,给出了通过跟踪干涉条纹的移动量测量被测对象纳米级位移量的理论公式;提出了干涉条纹特征点的提取与跟踪算法:分段线性变换、方形窗口中值滤波和门限化边缘提取 ,给出了基于统计学原理的通过计算多条干涉条纹移动量获得被测对象纳米级位移量的计算公式.实验结果表明了该方法的有效性和实用性.

以ＡＦＭ测量的表面微观形貌为基础，采用数值仿真技术，定量地分析光探针直径对表面微观形貌测量的影响。结果表明：评定参数Ｒａ，Ｒｑ，Ｒｙ，Ｒｚ，Ｒｋｕ以及平均轮廓斜率和最大轮廓斜率都随光探针直径的增加而减小，Ｒｓｍ随光探针直径的增大而增大，而Ｒｓｋ不随光探针直径单调变化。

本文提出了一种利用合成波长法实现的纳米测量方案，在文中分析了多波长干涉术用于小尺寸测量的基本原理，提出了共光路的设计结构，其特点是能够将测量镜的纳米量级被测位移放大到参考镜的亚毫米量级位移，从而能够利用相对低精度的测量手段完成测量，共光路的设计使系统对外界的扰动有较好的抑制能力。文章还给出了简单的验证实验。

介绍了一种基于空间干涉原理的亚微米零差干涉位移测量方法.该方法是对笔束激光干涉仪在微位移测量领域的应用,干涉仪的测量精度不受光束波前畸变等光源噪声的影响.给出了干涉仪主要结构参数的选取原则;构建了用于微位移测量的笔束激光干涉仪实验系统.实验结果表明,该系统具有纳米测量分辨率.

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。