动态光电显微镜基于光电转换原理,可实现对线纹的高精度动态瞄准,具有瞄准精度高、对准速度快及可实现非接触测量等优势。随着机械制造水平的发展,二维线纹样板被广泛用于影像测量仪、坐标机等高精度仪器的校准和评价,实现其高精度标定、促使线纹计量尺度由一维向二维发展,具有重要意义。为实现二维线纹样板的高精度溯源测量,解决二维线纹的高精度对准这一关键问题,本文以国内外一维动态光电显微镜及比长仪的工作原理为基础,设计了应用于激光干涉比长仪的二维动态光电显微镜瞄准系统,实现二维线纹的高精度标定。首先,确定了二维动态光电显微镜的总体设计要求,对光电显微镜的光学系统、光电转换模块与机械装调结构提出具体设计方案。进而利用光学设计软件对显微镜的5×、10×、20×物镜光学系统、照明光学系统、视频观察系统及分光系统进行设计;推导不同狭缝适配不同线纹时狭缝处光通量变化公式,对不同形状规格的线纹设计与之匹配的光学狭缝,使后续光电倍增管光电转换后输出的信号具有更佳的信噪比与灵敏度。在光学系统设计结果的基础上,选取高灵敏度光电倍增管并设计前置放大电路构成光电转换模块;根据比长仪结构及显微镜光路装调需求完成机械结构设计,满足系统实际装调过程中对于分光棱镜、光学狭缝、物镜筒等的调整需求,保证系统精度,并完成显微镜的整体加工装调。最终,为验证二维光电显微镜的动态瞄准能力,搭建双频激光干涉测长系统,利用高精度二维位移平台,对一维玻璃尺及二维光栅样板进行瞄准重复性测试,经实验验证,二维动态光电显微镜对一维玻璃尺及二维光栅样板X、Y方向的瞄准精度均优于0.1μm,满足系统设计要求。