以航空航天装备等为代表的大型精密机械装备制造是先进制造的重要发展方向,其大尺度、高精度的制造要求需要不断发展的高性能测长新方法来与之匹配。激光一直是长度测量的重要有力工具,光源技术的进步对测长研究具有显而易见的推动作用。飞秒光学频率梳是21世纪新兴脉冲激光光源,具有脉宽超短、光谱稳定、频率成分丰富及可溯源等诸多优点,为高精度绝对测长研究提供了新的有力工具。本文利用飞秒光学频率梳研究可满足工业制造应用需求的高性能激光测长新方法,在已有研究基础上,重点探究若干限制飞秒脉冲互相关绝对测长实际应用的关键问题。详细分析并建模仿真了飞秒脉冲一阶互相关及二阶互相关模型,研究色散导致的影响并提出不同测长应用下的互相关探测选择策略;分析了机械运动导致的互相关信号采样误差,并提出基于干涉条纹的信号补偿方法;研究了扫描重复频率的光学采样法测长原理,并实验验证了上述关键技术。主要研究内容如下:1.分析当前先进制造对精密长度测量需求及传统测长技术局限,阐述了飞秒光学频率梳的背景、基本性质及应用于测长研究优势,归纳概括飞秒光学频率梳测长研究现状。2.研究飞秒脉冲互相关基本原理,建立一阶互相关及二阶互相关数值模型,研究色散对飞秒脉冲传输及互相关信号影响,提出不同应用下互相关探测选择策略。3.研究基于互相关信号的飞秒脉冲对准技术,比较希尔伯特变换法与高斯曲线拟合法效果,分析机械运动对互相关信号采样影响并提出补偿方法,最后分析扫描参考臂的飞行时间法测长性能。4.为提高测量效率,研究扫描重复频率的光学采样法测长原理,分析测长系统中各环节引入的测量不确定度并提出结合光电振荡原理的长光纤参考臂稳定方法及系统设计方案。5.搭建实验平台,以扫描参考臂的飞行时间测长原理构建不确定度优于微米的1.5 m长度基准尺;以扫描重复频率的光学采样法测长原理在绝对光程差约1500 m处进行22 mm连续绝对测长,测量不确定度在微米量级。