激光干涉仪是实现大量程纳米测量的重要方法,激光干涉仪在使用过程中由于光源、环境干扰、电路结构、光学镜片等因素,其信号不可避免存在直流漂移、幅值稳定性、相位误差等误差,因此激光干涉仪的信号误差的实时补偿是实现高精度测量的关键。本文在实验室搭建激光干涉仪的基础上,分析了激光干涉仪信号误差的特点,基于高速信号采集卡与LabVIEW软件平台,设计开发了干涉信号误差补偿、信号解调和细分系统,实现干涉仪信号的实时高精度测量。本论文主要完成了以下工作:(1)分析了单频激光偏振干涉光路结构,搭建了单频激光干涉测量光路,对光路误差进行理论分析,研究了误差对测量结果的影响。(2)对光电转换电路进行硬件设计、制作与调试,主要包括光电检测模块和放大电路模块,光电转换电路可通过增益调整和滤波进一步优化输出信号质量,提高正交信号的信噪比。(3)基于位移测量的精度和实时性要求,确定误差补偿和信号解调算法和方案,利用高速信号采集卡与LabVIEW软件平台编写了信号采集、信号解调与信号误差补偿程序,实现了干涉信号的实时解调与误差补偿。(4)利用实验室搭建的激光干涉仪系统与雷尼绍XL-80激光干涉仪进行了对比实验,实验表明:所研制激光干涉仪精密位移测量信号处理方法和装置在20mm位移测量范围内测量结果最大偏差小于40nm,静态稳定性优于±5nm。