当前“光力加速度计”和“激光加速度计”的应用研究得到了科研工作者的普遍关注。如何精确测量“光力加速度计”中微米级小球的位移信息和“激光加速度计”中挠性摆片的位移信息是学者们正寻求突破的关键技术。而激光自混合干涉测量技术作为一种新兴的传感测试技术,凭借其非接触性、测量精度高、可溯源等独特优势,在位移、速度、角度、形变等参量的测量研究中有着广阔的应用前景和研究价值。本文基于激光自混合干涉效应设计研究了10^-8m量级的微位移测量系统,为将其应用于“光力加速度计”和“激光加速度计”中进行位移参量测量提供理论与实验基础。首先分别从三镜法-珀腔模型和Lang-Kobayashi速率方程模型出发,得到了完全统一的激光自混合干涉效应的通用模型,并对通用模型中的相位方程和功率方程进行了仿真研究,分析了在弱反馈水平下,激光器处于单模稳态运转的原因;以及在适度反馈水平和强反馈水平下,激光器产生模式跳变、相位滞回等现象的物理机制。其次利用自混合干涉效应的通用模型,对弱反馈水平下自混合干涉信号进行了仿真建模分析,比较了不同位移参量对自混合干涉信号的影响。在线性注入电流调制激光器的条件下,推导出自混合干涉的位移测量模型,并提出将全相位FFT谱分析测相技术应用于对自混合干涉信号的相位测量中。仿真比较了全相位FFT谱分析技术和传统FFT谱分析技术在数字信号处理上的优劣,验证了全相位FFT谱分析技术的“相位不变性”和抑制频谱泄漏的能力。最后利用设计的激光自混合干涉微位移测量系统开展了自混合效应的观察实验和位移测量实验,位移测量的实验结果与仿真结果相吻合,能够实现10^-8m量级的微小位移测量,并分析了误差的主要来源。同时采用本单位自主研制的温控驱动电路对VCSEL进行了控温实验,控温精度为?0.08?C,为激光自混合微位移测量系统向集成的小型化样机方向发展奠定了基础。