亚纳米级双频激光干涉仪信号细分系统，包括测量信号和参考信号预处理电路、数字鉴相电路、主时钟信号发生电路、移相器组、计数电路、计数器组及运算处理电路，测量和参考信号预处理电路分别完成测量信号与参考信号的光电检测、放大、滤波与整形后，输出为两路方波数字信号后，送入数字鉴相电路进行鉴相，数字鉴相电路输出信号的上升沿驱动主时钟发生电路产生时钟信号，并驱动计数电路计数，移相器组对主时钟发生电路产生的时钟信号进行精确移相，并驱动计数器组计数；数字鉴相电路输出信号的下降沿作为计数电路和计数器组的停止控制信号；结果送入运算处理电路计算处理后得出最终细分结果。本发明使双频激光干涉仪的测量精度达到亚纳米级，具有高精度、高可靠性的特点。