激光自混合干涉效应指的是由于外部目标造成激光的反射或散射,而导致光反馈回激光谐振腔内引起光功率波动的现象。该技术不仅与传统干涉法有相同的测量精度,还具有单光路、易准直、灵敏度高等优点,因此受到了研究学者们的关注,被广泛应用于位移、振动、速度、生物医学、激光参数等领域的测量。本文首先介绍了激光自混合干涉效应的发展历程和研究现状,推导了描述激光自混合效应的两种数学模型,在此基础上应用MATLAB编程仿真分析了系统中各参数对自混合干涉信号的影响,并且数值模拟验证了相位解包裹法的可行性,为后续的实验展开做好准备。基于理论研究和仿真分析的基础,本文分别讨论了激光自混合干涉效应在测量精度提高、脉搏波传导时间测量、振动与速度同步测量三个方面的应用:(1)基于激光的多次反馈方法,从理论上研究了系统存在的误差,在实验上将测量精度提高至X/40,并且将其应用于脉搏波的测量;(2)提出了一种双通道测量脉搏波传导时间的方法,以实际人体为测量对象进行可行性实验研究,并构建了相应的血压模型;(3)设计了振动与速度同步测量光路,通过数值仿真验证了系统测量的可行性,实验上讨论了信号的时频域解调信息,并分析了不同条件下的测量误差。本文通过理论和实验上的对比论证,实现了测量精度提高、人体生理信号测量、多物理量同步测量,通过对激光自混合干涉系统的改进和优化,有效地拓展了激光自混合干涉在不同测量领域的应用。