为提高基于渐开线原理的快速光学延迟线（FODL）装置的扫描频率和延迟时间，提出一种具有高速及高稳定性特点的光学延迟线装置，分析了延迟线装置装配误差引起的出射光束角度偏转和光程差变化。通过迈克耳孙干涉系统验证装置的扫描频率、延迟时间、延迟平稳性和延迟线性度四个方面的特性。实验结果表明，延迟线装置的装配精度较高，可实现高速高稳定性扫描和较大的光学延迟，其扫描频率为100 Hz，延迟时间为167.45 ps，延迟距离为50.06 mm，平稳性误差为0.25%，线性度误差为0.05%。

为了提高光学延迟线装置的性能，基于渐开线原理设计了快速光学延迟线(FODL)装置。分析了渐开线的基本原理并建立了数学模型，推导了光学延迟线装置的延迟距离公式。对光束通过延迟线装置后的光斑畸变进行了理论与实验分析。最后，搭建迈克尔逊干涉系统，对延迟线装置的延迟线性度、延迟平稳性、延迟距离和扫描频率进行了实验验证。结果表明：对于快速光学延迟线装置，入射光斑的半径越小，旋转平面反射镜的旋转角度间隔越小，出射光束的光斑畸变越小。该装置的延迟距离为40.036 mm，延迟时间为133.453 ps，线性度误差为0.419%，平稳性误差为0.806%，扫描频率为20 Hz。与常用光学延迟线装置相比，该装置能够提供较大的延迟距离和较高的扫描频率，同时具有线性度好、平稳性好等优点， 满足快速光学延迟线的使用要求。