将部分相干光干涉技术与显微成像技术相结合的部分相干干涉显微镜,在微观表面形貌测量领域有着不可替代的作用,与单色激光干涉测量相比,它不仅能够解决相位不确定性问题,又能够通过显微放大对表面粗糙度进行测量,与传统的接触式测量方法相比,具有快速、非接触、高精度等一系列优点,因此多年来一直受到广泛的关注和研究。本论文从部分相干光干涉原理出发,对常用的三种干涉显微物镜结构形式展开讨论,给出了三种显微干涉模型的光强表达式以及详细推导过程。围绕干涉显微镜的光学结构设计展开详细论述,针对成像光路、照明光路以及光强匹配三个方面分别提出了设计要求及解决方案,主要包括显微系统的结构选取、干涉显微物镜结构形式的选择、镜头的光学优化设计和像质评价、照明方式的选择与设计、以及光强匹配问题的考虑等几个方面内容。本文还针对干涉显微镜中的色散问题进行了研究,论述了色散的产生原因及其可能对干涉条纹造成的影响,并将数值孔径的因素纳入考虑,通过在显微干涉模型的基础上推导出了存在色散情况下的干涉光强表达式,并通过仿真结果论证了色散对于不同数值孔径的干涉条纹将产生不同程度的影响。最后对实际测量系统中条纹对比度较差的问题进行了分析,并测量了系统的残余像差以及分光平板的表面面型,论述了残余像差对干涉条纹产生的影响。