作者及其同事们经过20多年努力将计量光栅技术提高到了纳米量级和亚纳米量级,并进行了大面积推广应用,形成了一整套纳米光栅测量技术,该文为对这套技术的综合论述.首先回顾了刻线技术的发展历史,指出中国古代曾作出杰出贡献.归纳了发展计量光栅技术的5个阶段和4项内容.给出纳米光栅的定义和两个特点,并通过作者和同事们的光栅制造过程说明,纳米光栅实质上是一种刻录、固化到光栅基体上的光波波长.它为纳米测量领域提供了一种新途径、新方法,与激光干涉仪等现有纳米测量方法相比,具有自己独特的优点.文中讨论了纳米光栅的读取技术与信号处理技术,提出了纳米光栅细分误差的错位测量法.还讨论了与纳米光栅相关的纳米机械,介绍了作者和同事们的科研成果,圆柱、导轨等的机械精度已经进入了纳米量级.最后讨论了纳米光栅与激光干涉仪...

提出一种利用正切函数在零点附近的小范围内线性度非常好的特点，对计量光栅技术中计算机正切细分法进行扩展，在信号处理电路中设计出一个量程比较小的精测档，以获得更高的纳米级的测量分辨率的新方法，并进行了详细充分的实验验证。

提出了一种高分辨率，高频响的光栅纳米测量细分方法－动态跟踪细分法。它综合了计算机正切细分法细分份数大，电阻链细分法工作速度快，频响亮的优点，电路原理清晰，结构简单，能够同时适用于动态和静态测量，较好地解决了光栅纳米测量的信号处理过程中的高速度与高分辨率，高准确度的矛盾。实验表明，动态跟踪细分法能够在400细分时实现100kHz以上的频率响应速度，配合信号周期2μm的光栅传感器，可以得到5nm的测量分辨率，为光栅纳米测量技术应用于实时测量和实时控制打下了良好的基础，是一种非常有发展前途的新的莫尔条纹细分方法。

讨论了超级干分表的工作原理和优点，描述了超级千分表关键参数及其检测方法。其中，由于百万分表（纳米表，纳米测长仪）的技术难度最大，所以文中侧重讨论它的检测。大量实测数据表明：百万分表的测量重复性（标准偏差）在0．6～1．2nm范围内；在未作任何误差修正的条件下，示值误差=±（30～60）nm;以光波波长作为基准进行误差修正后，示值误差可达±（10～20）nm，细分误差≤±5nm。

详细研究了光栅纳米测量系统的误差特性,以及利用激光干涉仪对高精度光栅测量系统的系统误差进行检测、并在信号处理中予以补偿和修正的方法.实验表明,通过这种系统误差修正方法对周期累计误差和细分误差同时进行修正,能够大幅度地将计量光栅系统的测量准确度从微米或亚微米量级提高到纳米级水平,以实现光栅纳米测量.