由激光器發出的光，經分束AD515SH/883B鏡分為兩束，一束射向干涉儀的固定參考臂，經參考反射鏡返回后形成參考光束；另一束射向干涉儀的測量臂，測量臂中的反射鏡將隨被測對象一起移動，這一束光從反射鏡返回后形成測量光束。測量光束和參考光束的相互疊加形成干涉信號。干涉信號的明暗變化次數直接對應于測量鏡的位移，可表示為式中，Ⅳ是光電顯微鏡瞄準起始點到終點的時間內干涉條紋變化周期數，則計數得出被測位移的數值。

   以上介紹的是激光干涉長度測量系統的基本原理，對于實際應用的測量系統，若采用這種簡單的干涉光路進行測量將會存在一些問題。例如，當參考光束和測量光束經過分束鏡合成時，一部分光合成到光電檢測器上進行干涉，形成有用的干涉信號；另一部分光束將沿原光路返回到激光器中，這部分光將對激光器的正常工作產生影響，對激光管的輸出引起不穩定干擾。此外，對于長距離的測量，干涉儀測量臂的移動由于受到導軌精度或干涉儀本身受到外界振動等因素的影響，都會引起測量反射鏡的方向和位置的偏移，從而影響到干涉信號的變化，產生測量誤差。另外，還有一個重要的因素，就是測量系統必須能對正向位移和反向位移進行方向判別，以進行可逆計數。因此，在光路和電路設計中，必須考慮把測量的位移方向鑒別出來。基于以上幾點考慮，下面介紹實際的激光干涉測長系統光路設計、干涉信號的方向判別與計數和干涉信號的移相技術等。