Nd:YAG微片激光回馈干涉仪可以实现对低反射率物体的非接触式位移测量,应用前景广阔。现有的激光回馈干涉仪系统在实际应用中与被测目标准直困难、需要用专门的感光卡才能看见激光束、量程偏小、无空气折射率误差补偿、共路部偏小等需要改进、研究之处。本文在研究Nd:YAG微片激光器特性的基础上,对干涉仪的结构及其应用中的主要影响因素进行了实验研究探讨,设计了一套大量程、高精度、方便可靠的Nd:YAG微片激光回馈干涉仪系统,显著提高了其性能指标。Nd:YAG微片激光器是构成激光回馈干涉仪系统的核心,本文对Nd:YAG微片激光器的功率稳定性、偏振特性、束腰半径、发散角及角漂移等基本特性进行了实验研究,研究结果为激光回馈干涉仪系统的优化设计提供了必要参数；设计了一套光源的调节装置,提高了光路准直、调节的效率；在测量光路中引入了可见光指示装置,方便了应用；增加了扩束准直扩束装置,根据Nd:YAG微片激光器光束参数和加大测程的要求定制了准直扩束镜,通过实验研究确定了最佳扩束倍数,并对不同粗糙度的物体做了量程的标定；增加了空气折射率补偿系统,采用自动补偿的方法对回馈干涉仪系统进行了实时补偿,并对补偿效果进行了实验验证；设计了新的共路器,新共路器可以移动以便尽可能的靠近待测目标,大大增加了共路光路,以减小测量误差。本文所设计的Nd:YAG微片激光回馈干涉仪系统完成了仪器化设计及优化,并在声音震动的测量、高温下物体的热膨胀系数测量等方面开展了应用可行性研究,展现了仪器使用方便、测量精度高、完全非接触测量的优点。