双频激光干涉仪以其高精度、强抗干扰能力等独特优势在精密机床检测、集成电路加工设备、纳米测量等许多领域获得了广泛的关注与应用。数控机床的位置误差检测是双频激光干涉仪的重要应用方向,同时也是数控机床多自由度几何运动误差同时测量的重要组成部分。针对数控机床的几何运动误差测量,冯其波课题组研制了面向五轴数控机床的激光高精度多参数快速综合测量仪。其中,激光同时测量直线导轨的六自由度几何运动误差是测量仪的重要组成部分。为了隔离热源,简化光路,实现测量仪的仪器化,课题组首次提出利用保偏光纤将双频激光器与测量单元进行耦合连接,即使用单根保偏光纤同时传输双频激光器出射的正交双频线偏光并通过实验证实可以实现测量。然而,引入保偏光纤对测量基准双频激光的影响、对位置误差测量中的非线性误差的影响会降低仪器测量精度,在超精密测量中不可忽视。针对这些问题,本文利用琼斯矩阵建立了保偏光纤耦合双频激光测长的模型,并用Matlab进行仿真,重点分析了双频激光与保偏光纤对轴偏差引起的非线性误差,结果表明,对轴误差变化在10°以内,产生非线性误差小于2nm。另外,本文通过调研和实验,研究了保偏光纤插拔对于出射光方向稳定性和功率稳定性的影响,并完成了光纤连接器的选型。最后,通过实验对比了基于塞曼效应的双频激光器与基于双折射的双频激光器耦合光纤后出射光的功率稳定性和偏振稳定性,为测量仪光源双频激光器的选型提供了参考。且根据实验现象分析了温度和受力对保偏光纤的影响。