基础科学研究取得突破发展离不开精密测量技术的革新,高精度位移传感器是基础物理领域精密测量研究常见的工具之一。在结构复杂的狭小空间中,探头式光纤位移传感器凭借着小尺寸、高精度、非接触等优点受到了研究者的青睐,但高紧凑小型化的光纤位移传感器,通常会存在位移测量非线性误差大、测量范围小、调光难等问题,为了解决上述问题,我们开展了本论文的研究。本文首先提出了一种基于角锥反射镜和波长调制正交相位测量方法的光纤探头激光干涉位移传感设计。为解决测量范围小、目标物体反射镜安装难度大等问题,本文设计了一种含有探头反射镜的新型光纤探头,通过目标物体上的角锥反射镜,在光纤端面与探头反射镜间形成干涉光腔,将目标物体反射镜的安装难度转移至光纤探头的研制,提高了使用便携性。针对多次反射、激光波长和功率不稳定、工作参数测量误差等可能存在的误差来源,通过模拟分析,提出测量精度优于1 nm时,各项误差的限制范围。最后,根据设计完成了尺寸约10 mm×10 mm×3.6 mm的传感器光纤探头的制作,基于已有的波长和功率稳定的激光光源和数据采集控制模块,完成了传感器的搭建。通过分析测试位移传感器的干涉信号,得到传感器的工作参数,并针对测量结果中存在周期为2π的非线性误差,提出误差修正方案。经测试,本文研制的位移传感器在测量间距450 mm的范围内有较好对比度的干涉信号。在测量间距约60 mm的位置,测量得到位移非线性误差约2 nm。经过对周期非线性误差的补偿修正,最终得到传感器的位移测量水平优于1.5 nm。