近年来随着超精密加工制造及精密计量等领域的快速发展,位移测量精度需求逐渐由纳米量级向亚纳米甚至皮米量级过渡。非共光路外差干涉光路由于解决了传统共光路外差干涉光路中几纳米至十几纳米的周期非线性误差,已然成为下一代干涉仪的发展方向。然而,非共光路干涉结构的光路更复杂且光程更长,这导致其比传统共光路干涉结构更容易受到温度的影响,此时镜组热漂移误差则凸显出来,成为制约非共光路外差干涉仪进一步提高测量精度的关键因素。本文为解决非共光路外差激光干涉仪测量精度受温度变化引起镜组热漂移误差制约的问题,建立了非共光路外差激光干涉镜组热漂移误差的数学模型,并提出了对应上述误差的抑制方法,同时提出了一种能够精确、快速地测试镜组热漂移误差的测试方法。具体研究内容如下:（1）针对非共光路外差干涉镜组在均匀温场条件下存在干涉镜组热漂移误差的问题,建立了均匀温场条件下非共轴外差激光干涉镜组的热漂移误差的数学模型。该模型量化了非共光路外差干涉镜组热漂移误差与光学材料、干涉光路结构及镜组温度的关系,同时表明光路结构是影响该误差的重要因素。基于上述模型提出了一种基于结构平衡的被动式抑制方法。该方法通过在镜组光路结构设计时保证参考臂和测量臂的光程满足结构平衡条件的方式避免了温度变化引起附加光程,进而实现消除镜组热漂移误差的目的。理论计算和仿真结果表明,通过使干涉光路满足结构平衡条件的方法可以有效地抑制匀温场条件下非共光路外差干涉镜组的热漂移误差。（2）针对非共光路外差干涉镜组在梯度温场条件下存在干涉镜组热漂移误差的问题,建立了梯度温场条件下非共轴外差激光干镜组的热漂移误差的数学模型。该模型表明在梯度温场条件下满足结构平衡条件的非共光路外差干涉镜组仍存在镜组热漂移误差,并阐释了该误差形成的主要原因是梯度温场破坏了测量臂和参考臂之间光程的平衡。基于上述模型提出了一种基于RBF神经网络的主动式补偿方法,该方法通过对边界条件一定的条件下干涉仪输出随温度的表现进行学习建立对应的RBF神经网络,实现了对镜组热漂移误差主动补偿。仿真结果表明,当x轴双边热冲击条件下冲击表面温度变化速率为1℃/h时,镜组原有的热漂移误差可达到15 nm,通过RBF神经网络补偿的方式可将该误差峰峰值降低至0.8 nm。（3）针对目前关于外差激光干涉镜组热漂移误差测试装置对温场主动控制和外界干扰隔离技术的需求,提出了一种适用于外差激光干涉镜组热漂移测试系统中的热调控装置。该热调控装置主要有两个特性:一是通过主动控制辐射变温单元中热源的分布,可以使上述测试装置具有能够分别测量均匀和梯度温场条件下镜组热漂移误差的能力;二是利用多层复合壁式热屏蔽结构可有效屏蔽和均化外部辐射扰动。仿真结果表明,当真空腔上表面在外界环境温度变化的影响下2h内温度从20℃线性变化为21℃时,在没有热屏蔽结构存在的条件下干涉镜组的温度随腔体的温度升高且呈非线性关系,热屏蔽结构可将干涉镜组上表面的最大温升从0.44℃降低至0.042℃。（4）以上述研究内容为基础,搭建了非共光路外差干涉镜组热漂移误差测试系统,对本文的研究内容进行实验验证。首先,对干涉镜组热漂移测试系统的性能进行了实验验证,实验结果表明多层复合壁结构可将真空腔体引起的镜组温度变化抑制降低至无屏蔽结构条件下的1/7,与理论计算值一致。其次,对均匀温场条件下镜组热漂移误差形成机理和基于结构平衡的镜组热漂移抑制方法进行实验验证,实验结果表明均匀温场条件下,满足结构平衡条件的镜组无论在1 h的短期（温度变化速率0.1℃/h）还是在10h的长期（温度变化速率0.01℃/h）测试条件下,镜组的温场梯度恒定,并且干涉仪输出值没有出现明显漂移的现象;而不满足结构平衡条件的干涉镜组在相同测试条件下输出值结果出现了明显的漂移现象,镜组热漂移系数约28.6 nm/℃,与理论计算值26.4 nm/℃接近。最后,对梯度温场变温条件下镜组热漂移误差形成机理和基于RBF神经网络的镜组热漂移误差补偿方法进行实验验证,实验结果表明镜组温度分布随时间发生变化所设计的全对称非共光路外差干涉镜组在0.7 h的测试时间内温度整体变化了约0.07℃,而干涉镜组各测试点的温度变化速率不同导致干涉仪的输出值漂移了约2.5 nm,通过对前2/3数据进行学习并建立RBF神经网络对后1/3数据进行补偿,补偿后镜组的输出值保持在峰峰值小于1 nm的噪声水平无明显漂移现象;随后又用相同的RBF网络对不同变化速率条件下的镜组热漂移误差进行有效的补偿。