“没有测量就没有科学”,对物理量越来越精确的测量已成为现代科学和技术领域孜孜追求的目标。激光干涉精密测量具有可溯源,纳米甚至皮米高分辨率,以及数米、几千米甚至上千千米的超长测量范围等突出优点,被广泛用于IC装备、数控机床、超精密微纳制造、引力波探测等先进技术和前沿科学领域。清华大学激光精密测量与应用课题组长期围绕激光干涉和激光回馈干涉开展研究,先后在大频差、高功率保持的新原理双频激光器、用于无靶镜纳米测量的回馈干涉原理研究方面取得了突破,研制出新型双频激光干涉仪和激光回馈干涉仪,并在多个领域开展了应用研究。本文详细总结了课题组最近十年的研究成果,在此基础上展望了激光干涉精密测量与应用研究领域的发展前景。

基于相位凝固技术的激光反馈干涉术，为验证其可行性及测量分辨率，设计了微位移测量验证系统。在系统中利用相位调制器进行外腔相位调制，采用相位凝固技术进行采样及解调，重构出外部目标物的位移信息。建立了测量系统的模型，进行了基于相位凝固技术的调制解调算法仿真及位移测量验证实验。实验验证了仿真的正确性和系统的可行性，通过比较外部目标物的实际位移与系统重构位移结果，得出测量峰谷值相对误差小于3%。研究表明，此测量方法能够准确地测量出外部目标物的位移信息，可有效提高系统测量分辨率，并可实现微位移的实时测量。