近年来，随着先进制造业的不断发展，微纳精密元器件的应用越来越多，其表面形貌以及相关尺寸的测量已成为超精密测量领域的研究热门。微纳结构尺寸的测量不仅包含结构周期尺寸的测量，还包括对横向线间隔、纵向高度等尺寸的测量。目前国内外针对超精密表面形貌检测的技术相对已经成熟，但功能比较单一，无法兼顾测量精度以及测量范围。为了解决单一测量方法所存在的局限性，结合目前主流的白光干涉测量技术和共聚焦测量技术各自的优缺点，通过紧凑型部分共光路结构原则，搭建了一套非接触式微纳结构尺寸测量系统，课题的主要研究工作如下：　　（1）结合白光干涉和共聚焦测量的本质原理，对该测量系统的机械系统、光学系统和图像采集系统的设计和硬件选型做了分析。　　（2）根据白光干涉测量和共聚焦测量的特点，设计了相应的控制系统，包括系统初始化控制、扫描定位控制和扫描采集控制，实现对系统各个子系统的协调控制。　　（3）提出一种新的三维重构算法，利用微软 WPF平台进行三维呈现，三维重构算法利用面切割体的思想，通过建立三维数据场将三维重构问题简化为对三角形网格的处理。　　（4）使用系统的两种测量模式，分别测量了经过纳米测量系统标定过的台阶标准样板的纵向台阶高度和横向线宽，测量结果表明：本系统通过集成白光干涉测量系统和共聚焦测量系统，测量的准确度较高，重复性较好，很好地解决了单一测量模式测量微结构表面尺寸时带来的局限性。