正弦相位调制(Sinusoidal Phase Modulation,SPM)干涉测量技术是目前国际前沿的高精度光学测量技术，具有灵敏度高、精度高、非接触及结构简单等特点，可以用于振动位移、静态位移、角位移、表面形貌等参数的高精度精密测量，在微电子机械系统、生物传感、自动控制、环境检测等领域有着广泛的应用前景。本论文提出了基于低速CCD的高速图像传感技术，并将其与SPM干涉测量技术相结合，在高速图像传感、实时振动与振动分布测量、实时表面形貌测量、干涉仪的标定以及SPM干涉技术中的频谱泄漏等方面开展研究，主要研究内容包括:　　 1.研究一种基于低速CCD的高速图像传感技术。该技术采用专用驱动电路驱动低速CCD，通过控制每帧有效像素数和曝光时间，提高低速CCD的帧频。同时分析该高速图像传感器存在的误差因素及其产生的原因，给出消除误差的方法。该技术可用于高速图像传感器领域，弥补现有高速图像传感器帧速不可调、价格昂贵的不足。实验验证了该技术的可行性。　　 2.研究一种高精度大量程半导体激光器实时振动干涉测量技术。该技术通过采用新的归一化信号处理技术消除系统参数波动对测量精度的影响；采用新的实时解包裹方法和信号处理电路实现了高精度大量程实时检测。　　 研究一种实时测量振动分布的SPM干涉测量技术。该技术基于本文提出的基于低速CCD的高速图像传感器与本文提出的高精度大量程半导体激光器实时振动干涉测量技术，可用于物体表面振动分布的实时测量。　　 3.研究三种基于滤波鉴相技术的新型SPM实时表面形貌干涉测量技术。包括：　　 (1)滤波鉴相式实时SPM面形干涉测量技术。该技术采用滤波鉴相信号处理电路对干涉信号进行实时解相处理，实现表面形貌的实时测量，干涉仪具有结构简单、测量延迟时间短等优点。　　 (2)滤波鉴相式LD实时SPM面形干涉测量技术。该技术采用本文自制的高速图像传感器探测干涉信号，干涉信号经过两路实时信号处理电路、锁相电路、除法电路及微处理器后，实时解相测得物体表面形貌。该技术有效地消除了光强变化对测量结果的影响，扩大了测量范围。在此基础上，提出了一种系数标定方法，该方法能够有效提高干涉仪测量精确度。实验验证了该技术的可行性。　　 (3)抗干扰型滤波鉴相式LD实时SPM面形干涉测量技术。该技术采用归一化信号处理方法减少了初始光程差、电路放大倍数、调制深度、贝塞尔函数值等内部系统参数对测量精度的影响；同时采用反馈控制系统将携带相位误差信息的反馈信号反馈至LD，进行实时参数调整，降低温度变化、环境振动与空气扰动等外部干扰对测量精度的影响。在此基础上，提出了一种自定标技术，进一步提高了测量精度。实验验证了该技术的可行性。　　 4.研究SPM干涉技术中频谱泄漏产生的原因及其对测量精度的影响，获得了频率泄漏导致测量误差的计算公式。理论计算与仿真实验表明频率漂移将引起频谱泄漏，从而严重影响SPM干涉仪的测量精度。频率漂移量越大，频谱泄漏所导致的测量误差越大。在此基础上提出了一种消除频谱泄漏的自适应跟踪算法，并制作了相应的控制电路。表面形貌干涉测量实验表明了该方法的有效性。