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为实现对工件表面微观形貌测量系统要求远距离传输、实时在线及非接触测量，同时达到高精度、高分辨力、高信噪比测量，提出基于声光调制的光纤外差法轮廓检测技术，采用外差法可有效抑制随机噪声，提高信噪比，通过原理分析建立数学模型；系统设计画出工件表面粗糙度测量框图；实验测量得出被测工件表面粗糙度，分辨力达到1nm；讨论了不确定度来源及控制方法，测量精度为1‰。实验结果表明：外差法、声光调制及光纤测试技术可有效降低噪声、提高分辨力和测量精度。