激光干涉仪是以激光波长作为“基准尺”进行测量的，考虑到大多数测量行为都是在大气环境中进行的，此时激光波长由激光真空波长与空气折射率共同决定。稳频He-Ne激光器输出激光真空波长的相对准确度一般可达10^-7～10^-8，而常规测量环境下与标准空气折射率一般可达10^-6～10^-5，此时激光波长这一“基准尺”的相对不确定度以及激光干涉仪测量结果的相对不确定度也被限制在10^-6～10^-5。空气折射率补偿主要包括埃德林（Edlen）公式计算法和折射率干涉仪法。

通过多次实际测量分析，B.埃德林发现了空气折射率与空气温度、空气压力、空气湿度和二氧化碳含量之间具有明确的函数关系,并发表了描述这一函数关系的经验公式。参数计算法即在空气中CO₂成分基本不变、化学气体成分较小的情况下，分别用传感器测出大气压、气温和湿度的值，再并行输入微处理器利用埃德林公式求出空气折射率。由于埃德林公式自身精度的限制，利用其计算空气折射率时的测量不确定度为3×10^-8。常见激光干涉仪产品中，为应用方便常将3种传感器集成在一起制成空气折射率计，由于各参数测量误差的限制，空气折射率测量的实际不确定度一般在10^-7量级。用埃德林公式测量空气折射率非常实用方便，但若要求测量不确定度优于10^-7量级时，由于CO₂和化学气体对埃德林公式的影响较大，且高精度的气压传感器、CO₂传感器价格昂贵且需要定期标定，限制了埃德林公式计算法在高精度激光干涉测量场合的实际应用。

高精度激光干涉测量场合下，一般采用差动式折射率干涉仪测量空气折射率。所谓差动，即求空气折射率与真空折射率之差，对具体干涉仪来讲，即测量气室充入被测气体状态与抽真空状态之间的光程差。早在干涉技术发展的初期，就分别发明了差动式折射率干涉仪。德国技术物理研究院、英国国家物理研究所和意大利计量院研制的折射率干涉仪测量不确定度达到1～2×10^-8。

早期发明的差动式折射率干涉仪典型原理如图1，气室精确长度为。每次仪器开机时先用真空泵抽出气室的空气，并将干涉仪清零，然后再打开阀门放入折射率为的待测空气，则测量光和测量光的光程差改变，则根据干涉仪显示的相位差变化量则可求的空气折射率为。本方法中空气折射率测量的不确定度主要取决于气室长度、干涉仪细分数和干涉仪结构尺寸的热稳定性。

图1 现场抽真空的差动式折射率干涉仪

图2 无真空参考腔的空气折射率干涉仪

上述差动式折射率干涉仪每次测量开始都要求用气泵抽真空，增加了设施和时间开销，且气室的气体与测量环境流动性不好。为使其在激光外差干涉仪中得到实际应用，人们设计了以标准条件下空气折射率为参考的无真空参考腔的空气折射率干涉仪和自带恒定真空参考腔的空气折射率干涉仪。

无真空参考腔的空气折射率干涉仪的空气折射率干涉仪原理如图2，膨胀系数极小的气室其长度精确可知，则标准状态下的测量光和参考光的初始相位差固定不变且已知，可根据相位差的变化推算空气折射率偏离标准折射率的偏离值。此外，由于不对气室抽真空，气室可设计成多孔式以便实测气体与环境空气保持参数均匀一致。无须抽真空的空气折射率干涉仪其折射率测量相对不确定度为1.5×10^-7。需要注意的是，由于干涉仪属于有轨连续测量，不能在非连续监测情况下测出干涉信号变化的周期数，因此方案中实际折射率与标准折射率之差引起的干涉条纹变化不得超过一个周期，即待测空气折射率与标准折射率之差小于10^-5。

图3 自带恒定真空参考腔的空气折射率干涉仪

自带恒定真空参考腔的空气折射率干涉仪的方案如图3，光程差为，干涉仪通过电子细分可精确测出相位差中的小数相位部分，而整数相位部分则用传感器测出温度、气压和湿度值并由埃德林公式推算，故此折射率干涉仪测量范围不限。