選擇合適的“合成波長(zhǎng)鏈”是無(wú)導(dǎo)軌激光干涉儀的關(guān)鍵。長(zhǎng)波干涉保證了測(cè)量值的唯一性，而測(cè)量精度則取決于短波干涉。為了簡(jiǎn)化測(cè)量過(guò)程，還有一種只使用一個(gè)合成波的方法，如采用幾百毫米的合成波，借助于普通測(cè)量工具（如卷尺）測(cè)出大致的合成波周期數(shù)，剩余相位由干涉儀測(cè)出，這種方法只需一次測(cè)量即可完成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也非常簡(jiǎn)練，但由于所使用的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，在測(cè)量精度上必然有所損失。

 

    各國(guó)學(xué)者對(duì)無(wú)導(dǎo)軌激光干涉儀技術(shù)進(jìn)行了大量研究，研制開(kāi)發(fā)了各種激光干涉儀，歸納如下：

 

    （1）CO2激光干涉儀CO2激光器是一種非常適合無(wú)導(dǎo)軌激光測(cè)量的光源，它在10.6μm波段具有豐富的譜線，相鄰譜線的波長(zhǎng)差分布也比較均勻，構(gòu)成的“合成波長(zhǎng)鏈”的波長(zhǎng)可從10.6μm到25m，因此，CO2激光干涉儀一直是無(wú)導(dǎo)軌激光干涉儀的研究重點(diǎn)。從1979年開(kāi)始，由直流干涉系統(tǒng)到各種形式的光外差系統(tǒng)，CO2激光干涉儀歷經(jīng)多次改進(jìn)，其中一種典型方案是上世紀(jì)九十年代澳大利亞研制的外差干涉儀，它通過(guò)激光器的腔長(zhǎng)控制，順序輸出6種波長(zhǎng)，用聲光調(diào)制器的零級(jí)衍射作為本振光，構(gòu)成外差系統(tǒng)，測(cè)量精度可達(dá)4×10-8。

 

    （2）Ne-Xe激光干涉儀Ne-Xe激光器可以輸出3.53μm和3.37μm兩個(gè)波長(zhǎng)，合成波長(zhǎng)為84.2μm。從“合成波長(zhǎng)鏈”的角度考慮，波長(zhǎng)過(guò)短難以保證測(cè)量結(jié)果的唯一性，為此，系統(tǒng)加入了He-Ne激光器的3.39μm譜線，將“合成波長(zhǎng)鏈”延伸到464μm。Ne-Xe激光干涉儀的最大優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量精度可達(dá)1.8×10-7。

 

    （3）He-Ne激光干涉儀中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院研制的縱向塞曼He-Ne激光干涉儀，與成都工具研究所開(kāi)發(fā)的雙頻激光干涉儀不同，其穩(wěn)頻點(diǎn)選在兩條激光增益曲線之間，產(chǎn)生一對(duì)頻差為1080MHz的左、右旋偏振光（這兩個(gè)偏振光不在同一增益曲線上），合成波長(zhǎng)為278mm。利用光柵測(cè)量干涉的剩余相位。系統(tǒng)測(cè)量長(zhǎng)度可達(dá)100m，測(cè)量精度為±（40+1.5×10-6）。He-Ne激光器在3.39μm處譜線豐富，但其中3.3922μm譜線的自發(fā)輻射系數(shù)比其它譜線大很多，抑制了其它譜線的發(fā)射。清華大學(xué)利用甲烷在3.3922μm附近的一條吸收譜線，抑制了He-Ne激光這條譜線的強(qiáng)度，成功研制出了3.39μm波段雙波長(zhǎng)激光干涉儀，其“合成波長(zhǎng)鏈”從3.39μm到1m，單波穩(wěn)定性為1×10-8。

 

    （4）變波長(zhǎng)激光干涉儀變波長(zhǎng)激光干涉儀采用兩個(gè)激光器，利用諧振腔長(zhǎng)與輸出頻率的關(guān)系，構(gòu)成“無(wú)級(jí)”的波長(zhǎng)系列，在理想的環(huán)境下，13m長(zhǎng)度范圍的測(cè)量精度為70μm。

 

    （5）線性調(diào)頻半導(dǎo)體激光干涉儀近年來(lái)，半導(dǎo)體激光器線性調(diào)頻技術(shù)的發(fā)展，為無(wú)導(dǎo)軌激光干涉儀提供了一個(gè)理想的光源，成為無(wú)導(dǎo)軌激光干涉技術(shù)研究的熱點(diǎn)。1995年，德國(guó)采用了外腔可調(diào)諧式半導(dǎo)體激光器，其外腔由全息光柵組成，通過(guò)改變光柵的角度進(jìn)行頻率選擇，相干長(zhǎng)度可達(dá)100m，40m長(zhǎng)度范圍的分辨率可達(dá)40μm。

 

    無(wú)導(dǎo)軌激光干涉儀技術(shù)的發(fā)展僅有二十多年的歷史，由于它在大尺寸測(cè)量中具有無(wú)可替代的重要性，因此各國(guó)學(xué)者傾注了大量精力進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，目前這項(xiàng)技術(shù)逐步走向?qū)嵱没A段。隨著科技的發(fā)展，相信在不久的將來(lái)，無(wú)導(dǎo)軌激光干涉儀技術(shù)必將成為大尺寸測(cè)量領(lǐng)域中的一朵艷麗的奇葩。