光学延迟线通过扫描改变两束光之间的光程差，在时间分辨超快光谱学或分子动力学实验中不可或缺。

典型的光学延迟线搭建方法，是将中空回射镜（Retro-reflector）或两面反射镜置于直线位移台上，如下图所示。

位移台及其驱动器的选择会对实验结果产生至关重要的影响。下文将逐一介绍相关的核心参数，包括时间延迟窗口长度、小运动步进、重复定位精度、偏移量、定位精度（绝对精度）和机械误差等。

时间延迟窗口长度

这是选择直线位移台首先要考虑的参数。延迟窗口长度T指光束经过中空回射系统并返回所经历的时间，与位移台的行程L直接相关。对于采用单回路的时间延迟线设计，

T = 2*L/c

其中c是真空中的光速。

延迟步进分辨率

其次要考虑的是延迟步进分辨率（Δτ），它取决于位移台的小运动增量（MIM）

Δτ = 2*MIM/c

重复定位精度

与小运动步进同样重要的是位移台的重复定位精度，亦即系统多次重复到达同一位置时的偏差（上图红色曲线）。典型的时间分辨实验中，直线位移台需要扫描特定的距离（由分析样品所需的时间延迟计算得出），以记录信号随时间延迟的变化。重复扫描并取平均值可以提升信号质量并降低信躁比，因此需要位移台有较高的重复定位精度。

偏移量

平整度和直线度表征了理想直线运动的偏移量，分别垂直于水平和竖直平面上的运动。俯仰（Pitch）和偏摆（Yaw）指围绕运动方向正交轴（y，z）的转动，而翻滚（Roll）是围绕运动方向轴的转动，如下图所示。

在泵浦——探测（Pump-Probe）时间分辨实验中，泵浦和探测光束在目标样品处实现空间重合，而它们的相对时间延迟则通过位移台的扫描来实现。位移台的偏移，尤其是角方向上的偏移，会影响扫描过程中的空间重合度。两束光重合的位置距离延迟线越远，位移台的俯仰和偏摆造成的空间偏移量便越大。

定位精度

指令位置与实际到达位置的匹配度，即是位移台的定位精度。如果定位精度较低，可能会引起测试结果的畸变，导致一些假的动力学特征。位移台的驱动方式（螺杆、滚珠、传动带或直线电机）和反馈决定其定位精度。丝杠和滚珠驱动的位移台可以提供良好的小运动增量。但大部分情况下，它们都采用开环控制设计，没有位置反馈，所以定位精度较低。直线电机驱动的系统不同于螺杆驱动，不存在齿隙的问题。此外，直线电机受热膨胀的影响较小，所以定位精度较高。

反馈装置相对于电机的距离也会直接影响到运动控制系统的定位精度。

机械误差

 对于线性或单调递增的误差，如余弦误差、螺杆俯仰误差、测量点的角度偏差（阿贝误差）以及热膨胀效应。它们可以通过线性误差补偿来弥补，如上图所示，通过线性补偿进行纠正。

补偿后精度=补偿前精度- (斜率x位移)

非线性误差则需借助激光干涉仪来进行误差补偿。根据精度需求选择不同数量的点，每移动到一个点记录该位置的误差，再通过控制器计算，以进行误差补偿。带有线性编码器的位移台在经过补偿后，终精度可达到数百纳米。