在双频激光合成波绝对距离干涉测量系统中,合成波长用作长度标准,并且合成波长的量值取决于双频激光的频差大小。为了提高绝对距离测量精度,要求合成波长高度稳定,这就需要对双频激光的频差进行稳定;若将双频激光器的两个谐振频率同时稳定在同一稳频基准上,即可稳定双频激光的频差大小,进而获得稳定的合成波长。因此,开展双频激光稳频技术研究具有重要的意义。本论文在研究正交解调Pound-Drever-Hall（PDH）稳频技术的基础上,对正交解调PDH稳频系统的硬件电路进行了集成设计,并应用于双腔双频Nd:YAG激光器频差稳定,实现了双频激光超外差干涉位移测量。本论文的主要研究内容包括以下几个方面:第一,概述了激光稳频技术研究现状,介绍了双腔双频Nd:YAG激光器系统组成和工作原理,分析了正交解调PDH稳频系统组成及工作原理。第二,分析了正交解调PDH稳频系统的电路模块特性,对信号放大、选频、电压跟随、混频、滤波、锯齿波发生器和电源等电路进行了集成设计,制作并测试了集成电路板。第三,建立了双腔双频Nd:YAG激光器正交解调PDH稳频实验系统,实验研究了双腔双频Nd:YAG激光器正交解调PDH稳频特性。研究结果表明:直线腔和直角腔的鉴频灵敏度分别为171.37mV/MHz和191.95 mV/MHz,激光最大频率漂移分别为0.56 MHz和0.59 MHz,相应的激光频率稳定度分别为4.33 × 10-11和3.95 × 10-11。第四,建立了正交解调PDH稳频双腔双频Nd:YAG激光器合成波干涉位移测量系统,在正交解调PDH稳频系统集成前和集成后两种条件下,分别对测量范围不超过合成波长一半的位移测量技术进行了实验研究。研究结果表明:稳频系统集成前和集成后,在6mm范围内的位移测量误差分别不超过3.4μm和2.3μm,位移测量的平均误差分别在μm量级和0.1μm量级。