横向剪切干涉因为不需要参考光波，是光波和自身复制光波的干涉，因此特别适用于无法确定参考光波以及低相干性光源情况下的测量。有鉴于此，我们在横向剪切干涉测量方面展开了一些理论和实验方面的研究工作。 对于横向剪切干涉测量，波前重建算法是实现精确、快速测量的关键。我们可以通过测量得到物光波的差分位相，并以此重建原物光波的波前。在以往的横向剪切干涉的波前重建算法中，很多算法都假定剪切量为一个小量。而在实际应用中，我们会遇到因为剪切量小而使干涉图的敏感度降低的问题。为此，我们在以往一些波前重建算法的基础上提出了以下四种适用于大剪切量的横向剪切干涉的二维波前重建算法： (1)基于最小二乘法的二维波前重建算法。首先，我们利用傅立叶变换的方法从差分位相分别计算出待测波前在两个正交方向上的一维位相估计，然后通过最小二乘法进行二维波前重建。 (2)基于最小二乘法的双剪切量二维波前重建算法。我们从对应于两个剪切量和两个正交方向的四个差分位相，分别计算出待测波前在两个正交方向上的一维位相估计，解决了频谱中存在缺失的问题，然后通过最小二乘法进行二维波前重建。 (3)基于傅里叶模式展开的二维波前重建算法。首先，我们用傅立叶级数把待测波前展开，然后根据实验中得到的差分位相求出待测波前的展开系数，展开系数在缺失处的值用邻近展开系数的平均值取代。最后，通过对展开系数进行逆傅立叶变换，求出待测波前。 (4)基于傅里叶模式展开的双剪切量二维波前重建算法。我们从对应于两个剪切量，两个正交方向的四个差分位相来计算待测波前的展开系数，解决了展开系数中存在缺失的问题，最后求出待测波前。 我们用数值模拟实验分别分析并讨论了这四种算法的可行性、精度、以及噪声对算法的影响，对这几种算法做了详细的比较。数值模拟实验表明，我们提出的四种算法具有很高的波前重建精度，计算复杂度低，去除了二维波前重建技术中部分算法要求的剪切量等于采样间隔的限制，为复杂的光学波前实时检测和评价提供了更先进的理论手段和实现算法。我们建立了用于算法验证的两套横向剪切干涉测量系统： (1)双光栅横向剪切干涉系统。根据两个Ronchi光栅的衍射原理，其+1级和-1级的衍射光波产生重叠，从而实现横向剪切干涉。 (2)新型的基于空间光调制器(简称为SLM-Spatial Light Modulator)横向剪切干涉系统。我们把液晶空间光调制器放在光学傅立叶变换系统的频谱面上，对输入光波实时实现滤波操作。SLM显示一个由两个正弦光栅叠加的复合光栅，待测物光波通过复合光栅产生横向剪切干涉。 我们详细地介绍了这两种干涉测量系统的基本原理、实验装置和实验步骤，并对这两种系统的优缺点进行了比较。我们把上述二维波前重建算法应用到横向剪切干涉系统并对多种位相型二元光学元件进行了测量。实验结果表明我们提出的干涉测量方法是可行的，并且具有广阔的应用价值。