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提出一种基于正交偏振双纵模的氦氖激光器纳米测尺系统，将双折射元件插入HeNe激光器谐振腔内产生频率分裂效应，使激光器变成了频差可调的双频激光器。运用频率分裂、模竞争、双纵模功率调谐等激光物理效应和设定浮动阈值，研制了新型的激光器纳米测尺。以激光波长为尺子，具有可溯源性，在没有任何电细分的条件下达到了纳米量级的分辨率，与激光干涉仪的比对实验表明，该系统的分辨率为79 nm，量程为15 mm，线性度为5.4×10-5，标准差为380 nm。