相移干涉术(PSI)作为一种光电型干涉测试技术,具有结构简单、调制方便、实时快速、高精度以及全场自动测量等优点,并且己经广泛应用于光学零件、光学系统、精密表面的检测以及其它与光程差参数相关的物理量的测量(如温度场、密度场等)。本论文对三维微观表面轮廓相移干涉测试技术展开了较为全面的理论与实验研究工作。针对相移干涉术的核心问题——相位提取技术进行深入研究,分析了相移误差及CCD量化非线性误差对各种相位提取算法造成的误差,选取了适合本课题的相位提取算法,提高了系统测量精度。针对相移干涉法中对相移装置要求比较苛刻,必须获得精确的相移步长这一特点,本课题采用压电陶瓷作为相移器件,选定了其线性特性较好的区域,并根据这一区域设计出了相应的驱动电源,完成了精密移相系统的设计,减小了相移误差。在本论文中,还系统详细地分析了干涉图像的各种处理方法,并提出了改进算法,运用Matlab软件做了大量实验,实验结果表明上述算法能有效地改善干涉图像的质量,从而提高干涉测量的精度。最后,对实验室原有的干涉仪进行改进设计,采用激光为干涉光源,CCD为图像传感器,压电陶瓷提供微小位移,通过图像采集卡将干涉条纹采集到计算机内存。采用上述系统得到了标准样块的三维微观表面轮廓图,并提出下一步研究工作的设想。