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为减小非线性误差对单频激光干涉仪测量精度及稳定性的影响，分析了引起其非线性误差的各种因素。利用琼斯矩阵推导出该系统光学参量的数学表达式。采用常规的优化调校方法提高系统精度会带来其它参数性能降低。提出改善单频激光干涉仪性能的最优控制优化调校方法。实验结果表明，采用该调校方法，使单频激光干涉仪信号的正交性、干涉条纹对比度和灵敏度均得到了一定程度的优化，干涉条纹对比度vimax,o可达到0．97，并且两路信号对1／8波片转角的4倍周期也变为2倍周期。