靶丸是激光惯性约束聚变的核心元件,其表面几何状态直接关系到点火实验的成败。零位干涉显微测量技术（Null interferometric microscope,NIM）是目前实现靶丸缺陷检测的一项可行技术,具有精度高、分辨率高等优势。当采用NIM对靶丸外表面进行微观形貌检测时,由于大数值孔径显微物镜景深较小,干涉像边缘视场出现离焦现象。离焦降低了单次测量有效视场,大大降低了全表面的测量效率。针对该问题,本论文在NIM基础上开展视场扩展方法研究。利用NIM初步测量结果,基于衍射数值计算的复振幅求解方法具有一定的优势。本文从该方法入手,开展了以下研究:研究了衍射的傅里叶分析方法。实现从探测器平面到曲面像面的衍射计算是离焦缺陷复原的关键步骤,而采用傅里叶变换的衍射公式能够准确快速地求解衍射问题。针对D-FFT算法中存在采样问题及窗口效应,研究了计算参数的选择依据。研究了曲面像面的分层近似模型。作为一种以分立面替代连续面的模型,详细地讨论了该模型的适用条件以及分层依据,确保了模型的可行性。针对模型中分层面相位差分布的求解问题,研究了干涉光场复振幅的构建方法及无镜成像理论,为提高模型准确性,研究了基于振幅积分的自聚焦算法。为验证衍射数值计算及自动聚焦算法的可靠性,以实际干涉光路参数模拟测试波衍射传输过程。结果表明,本文给出的衍射计算方法较传统方法具有较大优势。针对携带离焦锥形缺陷相位信息的波面,测试了不同聚焦评价函数的运算性能。结果表明振幅积分的效果优于其余典型评价函数。将衍射计算模型、自动聚焦算法及空间分层思想组合成最终的视场扩展方法。为验证本论文方法的可行性,基于实际测量系统设置对照实验。对于同一缺陷,采集其在不同对焦状态下的两组子孔径数据;对于同一靶丸,采集其在不同视场大小规划的全部子孔径数据。对上述数据进行算法复原。结果表明,对于中心视场的对焦结果,算法复原单缺陷的峰值相对误差为2%,半高宽相对误差在10%以内。对于大视场规划下的全表面缺陷统计数据,经算法恢复并进行统计的缺陷数据在不到1/4拼接次数下实现了90%总缺陷个数的统计结果,优于复原前不足70%的统计数量。即本文研究的适用于显微干涉系统的视场扩展方法能够在具备一定准确性的同时,简化测量次数,从而提高测量效率。