納米測量技術包括納米尺度的評價、成分、微細結構和物性的納米尺度的測量，它是在納米尺度上研究材料和器件的結構與性能、發現新現象、發展新方法、創造新技術的基礎。
總結國內外的納米測量方法，主要分為兩大類：非光學方法和光學方法。本文主要介紹光學方法。
光學法是利用光的干涉條紋提高其分辨率。因為納米級測量彩波長很短的激光或X射線，所以可以有很高的測量分辨率。光干涉測量技術既可以用於長度和位移的精確測量，還可以用於表面顯微形貌的測量。下面介紹幾種利用此原理的測量方法。
F-P（Fabry-perot）干涉儀
F-P干涉儀原理圖
是一種由兩塊平行的玻璃板組成的多光束干涉儀。F-P干涉儀是僅基於平板的多光束干涉，當干涉腔長髮生微小變化時，激光器輸出的拍頻及干涉級次發生變化，檢測這一變化量即可得到被測位移量。F-P干涉儀的干涉輸出信號銳度很高，非線性誤差較小，而且通過換模鎖定，可實現較大範圍的測量。其特點是裝置相對複雜，受環境影響較大，需要單色極好的激光光源。理論上這種方法的測量精度可以達到皮米級（1pm=10-3nm），是目前所有的光學納米測量方法中精度最高的。
X射線干涉儀
X射線干涉儀原理圖
X射線干涉儀是由分束器S、鏡子M及分析器A組成，三者互相平行用同一單晶硅片基體制作。當X射線以Bragg角入射到X射線干涉儀時，將在分析器後面形成宏觀莫爾條紋系統， 當分柏器液晶面的法線方向移動時，每移動一個晶格間距，輸出光強就變化一個週期， 利用晶格間距0.192 nm為長度基準單位， 通過記錄輸出光強的變化週期數就可以實現微位移納米精度測量。測量分辨率可達到5pm。測量位移範圍為（100～200）μm。X射線干涉儀測量分辨率高，但是儀器使用時調整操作較複雜，對環境要求較高，測量範圍較小。不過因為其在納米（亞納米）測量領域的特殊優越性，所以未來仍有重要的研究及應用價值。
激光外差干涉測量儀
激光外差干涉測量儀原理圖
外差干涉儀是使用頻差在幾兆到幾千兆赫茲的兩個頻率的光波作為干涉儀的光源。這種光波是由雙波長激光器得到，或是用聲光調製、電光調製等頻儀照件移動激光器的輸出光頻來實現。基本原理是將被測位移量到入到外差信號的頻率或位相變化中，然後將這種變化量測出來即可。外差信號的頻率比光頻要低很多，所以光電信號經過電子細化之後，系統的測量精度大大提高。測量分辨率可達0.312 nm，測量範圍可達10 mm，整個測量系統的測量帶寬為100 kHg。
雙頻激光干涉測量儀
雙頻激光干涉測量儀原理圖
1.氦氖激光管 2.軸向強磁場 3.1/4波片 4.透鏡組 5. 分光鏡 6.偏振分光鏡 7.干涉測量器
雙頻激光干涉測量系統受環境干擾小，使得測量精度大大提高，因其優於單頻激光測量系統而得以廣泛生產應用。常用的雙頻激光干涉測量系統測長度時分辨率可以達到0.01μm，採用空氣參數補償後測量精度可以提高到0.1μm以上。
調頻激光干涉儀
調頻激光干涉儀採用的是在測量器一端用光源頻率調整技術，同時在信號端利用電路細分法等方法，可以得到納米級的測量精度。這種方法符合當前的動態高速、高精度測量的發展趨勢。一種採用電流調製半導體激光器的調頻激光干涉儀經過信號處理後， 可以實現100μm以內的亞納米級精度的測量。
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