随着尖端科研、航空航天、工业生产等领域的快速进步与发展,精密制造和高精度测距在其中扮演着越来越重要的角色。研发新型高精度、大尺寸绝对激光测距技术成为当前从事计量领域的研究者们义不容辞的任务。飞秒激光光学频率梳的出现为激光绝对距离领域提供了新的解决思路,近年来光频梳的相关理论和产生原理也迅速发展并不断完善。借助光源自身的优良特性,相继诞生了如飞行时间法、光谱干涉法、合成波长法等基于该光源的测距方案;其距离测量范围可达数千米,绝对测量精度可低至亚微米。基于光学频率梳测距技术的高精度潜力和优异的可溯源性使其成为了新一代光学精密测距技术的理想选择。本文聚焦基于光学频率梳光谱干涉法绝对测距相关理论,搭建并改进相关测距系统,实现大长度高速高精度绝对距离测量。主要工作量如下:1.分析了基于光频梳的光谱干涉法非模糊范围及分辨力决定因素,得出满足奈奎斯特率前提下非模糊范围由重频大小和光谱仪性能共同决定而分辨力仅由光谱宽度决定的结论,并分析了传统数据处理算法的实现原理,提出了一种改进后的干涉信号载波频率解调算法;实验结果表明该算法可在不增加硬件成本情况下通过软件手段提升测量分辨力,解决传统算法存在的跳变和系统误差等问题。2.设计了基于光频梳光谱干涉振动分析系统并实现了集成化,该实验系统结构简单,具有k Hz级的高速光谱采样能力,实现了绝对距离和振动频率的高精度测量分析,分析范围内频率相对测量精度为9.333×10-6;该实验证明基于光梳的光谱干涉不仅可以进行定点静态测量,同样可以实现快速测量并进行振动分析。3.分析了新型微腔光梳作为光谱干涉测量系统光源的优势,高重频使得脉冲间隔更近,降低了对光谱采样设备的频率分辨力要求,可以克服硬件限制导致的测量死区问题;针对室外环境对于测距系统要求,设计并搭建了基于卡塞格林镜的共轴光学收发光系统,实现了大长度测距;测距结果结合对测量过程的不确定度分析,表明在700 m测量范围内,该系统的测量标准差优于8μm。研究表明,本文涉及的基于光学频率梳光谱干涉绝对距离测量系统具有更高的分辨力和测量速度,硬件稳定性强、结构简单,有较大的发展空间和应用前景。