激光是60年代末興起的一種新型光源，廣泛應用于各個方面。它與普通光比具有許多特殊性能：
1．高度相干性
相干波是指兩個具有相同方向、相同頻率和相位差相同的波。普通光源是自發輻射光，是非相干光。激光是受激輻射光，具有高度的相干性。
2．方向性好
普通光向四面八方發光，而從激光器發出來的激光，其發散角很小，幾乎與激光器的反射鏡面垂直。如配置適當的光學準直系統，其發散角可小到10的-4次方rad下幾乎是一束平行光。
3高度單色性
普通光源包含許多波長，所以具有多種顏色。如日光包含紅、橙、黃、綠、青藍、紫七種顏色，其相應波長從380～760mm。激光的單色性高，如氦氖激光的譜線寬度只有10的-6次方nm
4．亮度高
由于激光束極窄，所以有效功率和照度特別高。
由于激光有以上特性，因而廣泛應用于長距離，高精度的位置檢測。
在高精度的磨床、鏜床和坐標測量機上，要求有高精度的機床位置檢測裝置及定位系統，此時經常使用雙頻激光干涉儀作為機床的測量裝置，而在精密機床上，高精度的雙頻激光干涉測量系統是精密位置測量的決定性因素。本節重點介紹雙頻激光干涉儀的工作原理。雙頻激光干涉儀是利用光的干涉原理和多普勒效應來進行位置檢測的。
激光干涉法測距原理：
根據光的干涉原理，兩列具有固定相位差，而且有相同頻率、相同的振動方向或振動方向之間夾角很小的光相互交疊，將會產生干涉現象，如圖3—32所由激光器發射的激光經分光鏡A分成反射光束s1和透射光束s2。兩光束分別由固定反射鏡M1和可動反射鏡M2反射回來，兩者在分光鏡處匯合成相干光束若兩列光sl和s2的路程差為Nλ(λ為波長，N為零或正整數)，實際合成光的振幅是兩個分振幅之和，光強****，如圖3—33a所示。當s1和s2的路程差為NA／2(或半波長的奇數倍)時，合成光的振幅和為零，如圖3—33b所示，此時，光強最小。
．激光干涉儀就是利用這一原理使激光束產生明暗相間的干涉條紋，由光電轉換元件接受并轉換為電信號，經過處理后由計數器計數，從而實現對位移量的檢測由于激光的波長極短，特別是
激光的單色性好，其波長值很準確。所以利用涉法測距的分辨率至少為λ／2，利用現代電子技術還可測定0．01個光干涉條紋。因此，用光干涉法測距的精度極高。激光干涉儀是由激光管、穩頻
器光學干涉部分、光電接受元件、計數器和數字顯示器組成。目前應用較多的是雙頻激光干涉儀。
多普勒效應：
雙頻激光測量原理是建立在多普勒效應基礎之上的。多普勒效應是一種很重要的波動現象。當光源以速度μ遠離觀察者時，觀察者接收到的光源的頻率廠與光源靜止時的頻率廠存在差值△f稱為多普勒頻差。
對于光波來說，不論光源與觀察者的相對速度如何，測得的光速都是一樣的即測得的光頻率與波長雖有所改變，但兩者的乘積即光速保持不變。光源從觀察者離開時與觀察者從光源離開時有完全相同的多普勒頻率，由相對理論給出的光的多普勒頻率為
式中：c為光速。
利用二項式展開，當u／c比值很小而略去高次項時，并用v代替u，就可得出
雙頻激光干涉儀：
雙頻激光干涉儀的基本原理與單頻激光干涉儀不同，是一種新型激光干涉儀如圖3—34所示。它是利用光的干涉原理和多普勒效應(此處指由于振源相對運動而發生的頻率變化的現象)產生頻差的原理來進行位置檢測的。
激光管放在軸向磁場內，發出的激光為方向相反的右旋圓偏振光和左旋圓偏振光，其振幅相同，但頻率不同，分別表示為f1和f2，經分光鏡Ml，一部分反射光經檢偏器射入光電元件DI作為基準頻率f基(f基=f2一f1)。另一部分通過分光鏡M1的折射光到達分光鏡M2的a處，頻率為f2的光束完全反射，經濾光器變為線偏振光，投射到固定棱鏡M3后反射到分光鏡M2的b處。頻率為f1的光束折射
經濾光器變為線偏振光，投射到可動棱鏡M4后也反射到分光鏡M2的b處，兩者產生相干光束。若M4移動，則反射光的頻率發生變化而產生多普勒效應，其頻差為多普勒頻差△f
頻率為f′=f1±△f的反射光與頻率為f2的反射光在b處匯合后，經檢偏器投入光電元件D2，得到測量頻率f測=f2一(f±△f)的光電流，這路光電流與經光電元件D1后得到頻差為f基的光電流，同時經放大器放大進入計算機，經減法器和計數器，即可算出差值±差△f，并按下式計算出可動棱鏡M4的移動速度v和移動距離L.
式中，N為由計算機記錄下來的脈沖數，將脈沖數乘以波長就得到所測位移的長度。
激光干涉儀作為一種高精度的位移測量裝置，目前在數控機床上主要用于伺服定位精度。重復定位精度等的檢驗；在半閉環伺服系統中作螺距誤差補償的校驗基準，以及對各種常用位移測量裝置(如感應同步器、磁柵和光柵)的測量誤差補償的校驗基準。而在機械加工現場，由于價格昂貴，目前使用還較少。
