随着科学技术的快速发展,外差干涉测量系统已在超精密加工和测量领域取得了广泛的应用,但其测量结果精度还受到多种因素的影响。本文对影响外差干涉测量系统测量精度的各误差进行了分析,并针对其光学非线性误差和环境误差提出了相应的抑制方法。本文的主要研究工作如下:(1)基于多普勒效应和外差干涉法阐述了外差干涉测量系统的测量原理,并对系统的总误差进行了测量和分析,根据实验结果计算得到系统总误差为44.7388nm。(2)分析了影响外差干涉测量系统测量结果精度的多种因素,包括激光源波长的不稳定、光学元器件的非理想特性、环境误差、安装误差等,建立了偏振分光镜(PBS)的非理想特性与系统光学非线性误差之间的模型并进行仿真;分析了由外界环境的温度、压强和相对湿度等引起的空气折射率变化对系统测量误差的影响,为抑制外差干涉测量系统的误差提供了理论支持。(3)针对系统的光学非线性误差,提出了两种抑制方法。一种根据光学倍程法设计了一种新型的四倍程双频激光干涉仪,并在实验系统中进行验证,该方法可将系统测量误差减小到32.28nm。一种根据相位补偿法添加四分之一波片和偏振片并旋转偏振片,该方法可将系统测量误差减小至22.45nm。(4)针对相位补偿后的外差干涉测量系统的环境误差,测量在外界环境不同温度下系统的测量误差,分析环境温度对系统测量结果的影响,与理论仿真相结合得出系统的最佳运行外界温度条件,对测量环境的空气折射率进行修正,从而减小由空气折射率变化引起的系统测量误差。