双频激光干涉仪是应用广泛的精密测量仪器。其核心元件是双频激光器,它输出两个偏振态不同的频率,以其波长作为基本尺度实现长度测量。最近本小组研制出3～40MHz频差可控的He-Ne激光器。为了区别于目前国内外双频激光干涉仪光源的3MHz以下的“小频差”和双折射双频激光器产生的40MHz以上的“大频差”,我们称之为 “中频差”。受光源频差低的限制,目前双频激光干涉仪最高测量速度不超过1m/s,而以这种激光器作光源的干涉仪允许的最高测速可达到4m/s或者更高。本文尝试用这种激光器构建双频激光干涉测量系统。本文的内容主要有两部分,一部分分析了中频差双频激光干涉测量系统的光学特性,并据此搭建了系统光路,另一部分着重讨论了中频差外差干涉信号处理方法,特别是整数检测问题。具体而言,光学部分文章提出在光路中添加半波片以调制两束线偏振光的偏振态,进而搭建系统光路,讨论了各种可能的情况,并设计调试步骤,最后观察到了较好的频移现象。在信号处理方面,文章设计并调试通过了光电转换及前置放大电路板,得到较好的拍频信号,讨论了两类基于CPLD的整数检测方案,一类是对顶错位脉冲消除法,提出纯数字电路的双状态字对顶错位脉冲消除电路,这种电路取得一定效果,但实际工作稳定性还有待提高。另一类是大数对减法,即先对两路脉冲分别进行计数然后由计算机进行对减,提出逐步求差法降低信号处理系统对计数器位数的要求,这种方法可得到50MHz以下无累积误差的计数结果。干涉仪的几大功能模块均调试通过,只需将各部分组合起来即可实现初步的测量功能。