自聚焦透镜（GRIN lens,G-lens）又叫梯度折射率透镜,是一种折射率沿径向呈梯度变化的柱状光学透镜。近年来,随着5G网络以及微成像光学技术的快速发展,G-lens在光通信以及内窥、显微成像领域中的作用越来越大,同时对G-lens的聚焦、准直以及成像性能等指标有了更高的要求。当G-lens的折射率分布偏离理想的折射率分布时会影响G-lens对光束的聚焦与成像能力,因此高效率、高精度的折射率分布检测方法对于G-lens的生产过程中的质量把控,以及最终成品成像性能的标定具有重要的意义。本文基于马赫-曾德尔干涉（Mach-Zehnder Interference,MZI）原理研制了一套三波长共光路干涉的G-lens折射率分布测试仪,在保证系统检测精度的同时,可同时满足632.8nm、1064nm和1550nm三个波长的G-lens折射率分布检测需求,该系统对厂家标称的G-lens折射率分布检测偏差为5.08×10-4,符合一般马赫-曾德尔干涉原理的G-lens折射率分布检测精度要求。本文对该系统做了误差分析,分别分析了光线入射角度、G-lens厚度均匀性以及相机装调角度对系统检测精度的影响。在干涉条纹解算方面,基于坐标变换法处理闭合干涉条纹,利用该算法解算仿真的干涉条纹,得到G-lens折射率与理论值偏差为10-6,证明了该方法具有较高的条纹解算精度。在干涉条纹预处理方面,结合马赫-曾德尔干涉仪分光路特点,通过遮挡参考光路实现干涉图像减影与有效干涉区域提取,减小了 G-lens自身噪声对干涉图像的影响。最后,推导了获取G-lens三维折射率分布离散信息的公式,得到G-lens的折射率分布方程。由于马赫-曾德尔干涉仪的参考臂与测试臂的是分离的,系统的抗干扰能力较弱,且该装置体积较大。针对上述不足,本文提出一种改进的斐索干涉仪检测G-lens折射率分布的新方法,该方法无需单独的参考光路,采用准直光束入射G-lens,利用G-lens的前表面以及后表面的反射光相互干涉,产生干涉条纹,通过处理干涉条纹可以提取G-lens的折射率分布信息。本文针对这两种干涉检测方法做了对比实验,结果表明这两种干涉检测方法的检测精度相近,但斐索干涉仪的系统抗干扰能力要优于马赫-曾德尔干涉仪且斐索干涉仪的研发成本更低,体积更小。