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

 

    各國學(xué)者對無導(dǎo)軌激光干涉儀技術(shù)進行了大量研究，研制開發(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導(dǎo)軌激光測量的光源，它在10.6μm波段具有豐富的譜線，相鄰譜線的波長差分布也比較均勻，構(gòu)成的“合成波長鏈”的波長可從10.6μm到25m，因此，CO2激光干涉儀一直是無導(dǎo)軌激光干涉儀的研究重點。從1979年開始，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，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，它通過激光器的腔長控制，順序輸出6種波長，用聲光調(diào)制器的零級衍射作為本振光，構(gòu)成外差系統(tǒng)，測量精度可達(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兩個波長，合成波長為84.2μm。從“合成波長鏈”的角度考慮，波長過短難以保證測量結(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“合成波長鏈”延伸到464μm。Ne-Xe激光干涉儀的最大優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，測量精度可達(dá)1.8×10-7。

 

    （3）He-Ne激光干涉儀中國計量科學(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發(fā)的雙頻激光干涉儀不同，其穩(wěn)頻點選在兩條激光增益曲線之間，產(chǎn)生一對頻差為1080MHz的左、右旋偏振光（這兩個偏振光不在同一增益曲線上），合成波長為278mm。利用光柵測量干涉的剩余相位。系統(tǒng)測量長度可達(dá)100m，測量精度為±（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激光這條譜線的強度，成功研制出了3.39μm波段雙波長激光干涉儀，其“合成波長鏈”從3.39μm到1m，單波穩(wěn)定性為1×10-8。

 

    （4）變波長激光干涉儀變波長激光干涉儀采用兩個激光器，利用諧振腔長與輸出頻率的關(guān)系，構(gòu)成“無級”的波長系列，在理想的環(huán)境下，13m長度范圍的測量精度為70μm。

 

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

 

    無導(dǎo)軌激光干涉儀技術(shù)的發(fā)展僅有二十多年的歷史，由于它在大尺寸測量中具有無可替代的重要性，因此各國學(xué)者傾注了大量精力進行研究開發(fā)，目前這項技術(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，無導(dǎo)軌激光干涉儀技術(shù)必將成為大尺寸測量領(lǐng)域中的一朵艷麗的奇葩。