近十年来,在几何量计量检定、纳米测量装备集成、材料属性测试和微机电系统动力学测试等领域,单频激光干涉仪得到了越来越广泛的应用,但是干涉光路中的非正交误差严重限制了其测量精度的发展。虽然现有的电学校正方法有效的补偿了非线性误差,但却降低了干涉信号的有效幅值从而造成精度下降。整周期干涉信号强度检测是调整干涉仪方位角,实现干涉信号强度最大化的必要手段,在很多测量环境中,例如航空发动机、机床主轴等,在干涉仪静止不动时进行干涉信号强度检测是迫切的要求。本课题“基于LCVR的单频干涉仪信号强度检测及非正交误差校正技术”主要针对单频激光干涉仪无法在静止时进行整周期信号强度检测以及干涉光路中存在非正交误差这两个关键问题而展开。本课题首先提出一种在干涉仪静止时,利用液晶相位可变延迟器(LCVR)产生整周期干涉信号,并通过幅值检测后在上位机实时显示的干涉信号强度检测技术。然后提出一种利用LCVR校正非正交误差的新型四通道干涉光接收光路;最后针对温度变化会对LCVR校正精度产生影响,设计非正交误差实时校正技术,抑制温度变化引入的非正交误差。本课题研究的主要内容如下:针对单频激光干涉仪在光路调节过程中无法任意移动被测目标的问题,本课题提出了基于LCVR的整周期干涉信号强度检测方法。该方法首先利用LCVR使参考光和测量光产生大于2?的相位延迟差,以产生整周期干涉信号;而后将两路干涉信号传送到FPGA里进行幅值计算和平方和计算;最后上传至上位机LabVIEW程序实时显示。实现了整周期干涉信号的产生以及干涉信号强度的实时检测。针对现有的校正非正交误差的电学方法降低信号精度的问题,本课题提出了一种基于LCVR的光学校正方法。该方法利用LCVR补偿掉主要由NPBS产生的相位延迟差,实现了对干涉信号中非正交误差的校正;在此基础上,利用FPGA,实现了残余的不等幅误差的校正。针对环境温度变化会使LCVR的相位延迟产生变化,进而降低校正方法的精度的问题,本课题提出了非正交误差实时校正算法。该方法首先调整两路干涉信号的幅值使其相等,然后通过数字加/减法器以及幅值计算得到包含两路干涉信号的非正交误差角度的正弦值和余弦值;接着通过CORDIC算法将非正交误差角度值计算出来;利用LCVR的相位延迟由驱动电压控制改变的特性,并通过计算出不同温度下LCVR的相位延迟能够校正非正交误差时所对应的驱动电压,实时改变驱动电压以保持LCVR的相位延迟几乎不变,实现了对相位延迟的控制,使其不受温度变化的影响。基于上述研究,本课题搭建了消除非正交误差的超精密单频激光干涉仪,并利用LabVIEW实现了对测量数据的实时采集、分析与显示。通过将LCVR的驱动电压在0V-10V之间转变,使参考光和测量光产生了365°的相位差,从而产生整周期干涉信号。通过琼斯矩阵测量实验,确定由于NPBS不理想产生的相位延迟差为22.28°,表明它是主要的非正交误差源。实验结果表明本文所研制的单频激光干涉仪的两路干涉信号的非正交误差角度小于0.0045°,对应的非正交误差在2pm内;实验温度从25℃至40℃的变化过程中,经过非正交误差实时校正后的残余非正交误差角度小于0.4°,对应的非正交误差在0.17nm内。