激光技術(shù)的快速發(fā)展為大尺寸精密測(cè)量開拓了嶄新的領(lǐng)域。近 20 年來(lái)， 出現(xiàn)了多種無(wú)導(dǎo)軌大尺寸測(cè)量方法， 其中， 受到廣泛關(guān)注的無(wú)導(dǎo)軌激光干涉儀是近年來(lái)發(fā)展很快的一種先進(jìn)測(cè)量方法。

　　各國(guó)學(xué)者對(duì)無(wú)導(dǎo)軌激光干涉儀技術(shù)進(jìn)行了大量研究， 研發(fā)了各種激光干涉儀， 歸納如下：

　　（1） CO2激光干涉儀

　　CO2激光器是一種非常適合無(wú)導(dǎo)軌激光測(cè)量的光源， 它在10.6 μm 波段具有豐富的譜線，相鄰譜線的波長(zhǎng)差分布也比較均勻， 構(gòu)成的“合成波長(zhǎng)鏈”的波長(zhǎng)可從 10.6 μm~25 m， 因此， CO2激光干涉儀一直是無(wú)導(dǎo)軌激光干涉儀的研究重點(diǎn)。從 1979 年開始， 由直流干涉系統(tǒng)到各種形式的光外差系統(tǒng)， CO2激光干涉儀歷經(jīng)多次改進(jìn)， 其中一種典型方案是上世紀(jì) 90 年代澳大利亞研制的外差干涉儀， 它通過(guò)激光器的腔長(zhǎng)控制， 順序輸出 6 種波長(zhǎng)， 用聲光調(diào)制器的零級(jí)衍射作為本振光， 構(gòu)成外差系統(tǒng)， 測(cè)量精度可達(dá) 4×10-8。

　?。?） Ne- Xe 激光干涉儀

　　Ne-Xe 激光器可輸出 3.53μm和 3.37 μm 2 個(gè)波長(zhǎng)， 合成波長(zhǎng)為 84.2 μm。

　　從“合成波長(zhǎng)鏈”的角度考慮，波長(zhǎng)過(guò)短難以保證測(cè)量結(jié)果的唯一性， 為此， 系統(tǒng)加入了 He- Ne 激光器的 3.39 μm 譜線， 將“合成波長(zhǎng)鏈”延伸到 464 μm。Ne- Xe 激光干涉儀的最大優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 測(cè)量精度可達(dá) 1.8×10-7。

　?。?） He- Ne 激光干涉儀

　　中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院研制的縱向塞曼 He- Ne 激光干涉儀， 與成都工具研究所開發(fā)的雙頻激光干涉儀不同， 其穩(wěn)頻點(diǎn)選在兩條激光增益曲線之間， 產(chǎn)生一對(duì)頻差為 1 080 MHz 的左、右旋偏振光（這 2 個(gè)偏振光不在同一增益曲線上）， 合成波長(zhǎng)為 278 mm。利用光柵測(cè)量干涉的剩余相位。系統(tǒng)測(cè)量長(zhǎng)度可達(dá) 100 m， 測(cè)量精度為±（40+1.5×10-6）。

       He- Ne 激光器在 3.39 μm 處譜線豐富， 但其中 3.392 2 μm 譜線的自發(fā)輻射系數(shù)比其它譜線大很多， 抑制了其它譜線的發(fā)射。清華大學(xué)利用甲烷在 3.392 2 μm附近的一條吸收譜線， 抑制了He- Ne 激光這條譜線的強(qiáng)度， 成功研制出了 3.39 μm 波段雙波長(zhǎng)激光干涉儀， 其 “合成波長(zhǎng)鏈”從 3.39 μm 到 1 m， 單波穩(wěn)定性為 1×10-8。

　?。?） 變波長(zhǎng)激光干涉儀

　　變波長(zhǎng)激光干涉儀采用兩個(gè)激光器， 利用諧振腔長(zhǎng)與輸出頻率的關(guān)系， 構(gòu)成 “無(wú)級(jí)”的波長(zhǎng)系列， 在理想的環(huán)境下， 13 m 長(zhǎng)度范圍的測(cè)量精度為 70 μm。

　?。?） 線性調(diào)頻半導(dǎo)體激光干涉儀

　　近年來(lái)， 半導(dǎo)體激光器線性調(diào)頻技術(shù)的發(fā)展， 為無(wú)導(dǎo)軌激光干涉儀提供了一個(gè)理想的光源，成為無(wú)導(dǎo)軌激光干涉技術(shù)研究的熱點(diǎn)。1995 年， 德國(guó)采用了外腔可調(diào)諧式半導(dǎo)體激光器， 其外腔由全息光柵組成， 通過(guò)改變光柵的角度進(jìn)行頻率選擇， 相干長(zhǎng)度可達(dá) 100 m， 40 m 長(zhǎng)度范圍的分辨率可達(dá) 40 μm。無(wú)導(dǎo)軌激光干涉儀技術(shù)的發(fā)展僅有 20 多年的歷史， 由于它在大尺寸測(cè)量中具有無(wú)可替代的重要性， 因此各國(guó)學(xué)者傾注了大量精力進(jìn)行研究開發(fā)， 目前這項(xiàng)技術(shù)逐步走向?qū)嵱没A段。