光反馈自混合干涉(Optical Feedback Self-Mixing Interference,简称OFSMI)效应是指激光器输出光经外部反射体反射或散射后,其中一部分光又反馈回激光器谐振腔,反馈光与腔内光相干涉,从而调制激光器输出光功率的现象。由于OFSMI信号中含有外部反射体运动信息,所以OFSMI系统可以用于外部反射体位移测量。OFSMI位移测量系统和传统双光束干涉测量系统有相同的测量灵敏度,但具有硬件结构更简单、紧凑、易准直等优点,所以OFSMI位移测量的研究有一定的理论研究意义及实用价值。本文主要研究OFSMI位移实时跟踪测量算法,该算法具有以下特点:适用范围广(弱光和适度光反馈机制通用);算法实时性好;可对任意位移波形进行重构;测量精度高。测量算法主要包括两部分:整数条纹检测及对应位移测量;小数条纹位移测量。具体研究内容可归纳为如下三个方面:1、提出两种整数条纹检测算法:(1)由小波变换奇异点检测理论,研究OFSMI信号的奇异性,设计小波变换整数条纹检测算法;(2)由希尔伯特变换和解析信号理论,研究OFSMI信号希尔伯特变换得到的瞬时相位的特点,设计希尔伯特变换整数条纹检测算法。对两种整数条纹检测算法进行仿真,由仿真结果对比两种算法的抗噪声性能。2、小数条纹位移测量包括三部分:(1)由干涉条纹倾斜程度和光反馈机制的关系,设计光反馈机制判断算法;(2)由适度OFSMI信号为锯齿波和滞回现象特点,设计适度OFSMI小数条纹位移测量算法;(3)由弱OFSMI信号为类正弦波特点,设计弱OFSMI小数条纹位移测量算法。3、由希尔伯特变换整数条纹检测和小数条纹位移测量组成OFSMI位移实时跟踪测量算法,仿真和实验验证该位移测量算法对位移重构的有效性。实验结果表明本文算法测量振幅的绝对误差约为23.2nm,相对误差约为1.81%。和其他两种位移测量算法相比,本文位移测量算法测量精度高,且适用范围广。