光学元件表面高精度的检测一直是光学检测领域追求的目标。目前国外高精度干涉检测技术的水平处于领先地位,高精度干涉检测仪器大多为相移干涉仪,它需要高精度的相移器件以及对应的移相误差算法和移相标定算法。为了利用相移干涉算法高精度的优点,又能避免相移器件带来复杂的误差,本文在菲索型干涉结构的基础上采用了不需要硬件相移器件的虚拟数字相移技术。该技术避免硬件相移器件的相移误差,并保证相移量的准确性,适用于各个口径的光学平面检测。因此展开对虚拟数字相移干涉技术的研究具有重要意义和应用价值,主要研究内容有：首先论述了相移干涉术的基本原理、影响移相干涉高精度检测的关键因素以及虚拟数字相移的基本原理；其次运用Matlab软件仿真分析了标准四步相移算法、傅里叶变换算法和虚拟数字相移算法的相位提取技术的精度；针对口径为φ50mm的小平面(PV值为0.0473λ, RMS值为0.0112λ)进行仿真,使用虚拟数字相移法重建该波面,得到该波面面形(PV值为0.0496λ,RMS值为0.0112λ),仿真检测面形与原始面形的波面残差的PV值为0.005λ, RMS值为0.00037λ,达到了高精度的检测要求。在实施虚拟数字相移的过程中,会引入滤波的问题,本文提出了一种简化的滤波方式,在滤波时同时提取正负一级频谱,不需要做频谱移中处理。该方法可以避免傅里叶变换中常见的频谱移中误差,同时也简化了提频过程。仿真实验验证了该方法提频的正确性,并且具有简单高效的特点。使用ZYGO干涉仪对样品进行测量并获得了干涉图像,被测平面的PV值为0.216λ,RMS值为0.017λ。运用虚拟数字相移算法对该干涉图进行处理分析,获得被测平面的面形PV值为0.231λ,RMS值为0.034λ。通过对样品进行测量,并对实验过程中的系统误差进行分析,证明该算法可以实现高精度的相位检测,并且非常适用于生产现场的高精度面形检测。