物体表面的三维形貌参数是加工表面质量和功能特征的重要参数,目前三维形貌的测量和分析还是更多的停留在二维层面上。然而,二维层面形貌测量的局限性使之已经不能满足我们对表面参数更高、更精准的要求。因此三维层面上的形貌测量已经成为当前的研究热点。激光技术、计算机技术以及数字图像处理技术的飞速发展和日益成熟,使光学非接触式表面形貌测量在三维形貌测量中的应用越来越广泛。而在光学器件、精密仪器等设备中存在大量的反射表面,由于反射表面的特殊性质,常规方法难以获取其形貌参数,因此如何获得反射表面的三维形貌参数是一个热门课题。本篇文章根据反射表面的特殊性质,设计了一套可以测量反射表面三维形貌参数的光学平台,并使用该平台进行了一系列针对不同类型反射表面三维形貌测量的研究。本课题在第一章中介绍了当前比较主流的集中形貌检测的原理和方法,其中重点介绍了在本课题中所用的干涉相移法和相位解调方法。第二章详细介绍了本实验采用的光路图及其实验原理,即采用干涉相移法,使用旋转光学玻璃板的方法实现相移,对当前热门的相移技术和显微干涉技术进行了探究。在第三章,重点介绍对实验取得图像数据的处理,针对实验中拍摄的图像,分析噪声出现的原因,选取合适的滤波方式进行处理。第四章,整合实验过程中的数据,从图像的去噪,到解相位,去包裹,再到三维显示,得到三维重建后的立体图形。通过对比各种测量条件和测量方法的不同,分析对测量结果所产生的影响因素。第五章,介绍作者自行搭建的反射表面的三维形貌测量实验仪,该设备可以完成对反射表面和透命表面的三维形貌测量,弥补了目前投影法对该领域测量的不足。在第六章中总结了作者在本课题所做的主要工作,存在的不足,创新点以及对本课题的前景展望。本文采用光学干涉法,基于迈克尔逊干涉仪,测出了凸面镜的形貌参数,并以此为标准,可测量不规则高反射表面和投射表面的三维形貌参数。在此过程中作者主要完成了以下具体工作：1、基于步进电机旋转平台,光源以非零度角入射倾斜的光学玻璃做相移器时,将激光入射角度、平台旋转角度、玻璃厚度与相移量大小之间的关系公式化,并以实验论证了公式的正确。2、自主设计了一套实现反射表面测量的光学系统。该系统以迈克尔逊等厚干涉仪为基础,配套CCD摄像机、步进电机旋转台、空间滤波器、系统软件等。系统软件使用C++语言进行开发,可移植性和实用性较好。3、在上述实验基础之上,对实验光路进行了一系列变形以迎合不同性质的测量表面。根据Linnik干涉显微镜原理对光路进行改进,使该系统能对微小物体进行测量。