随着科学技术的发展,光学元件在各领域得到广泛的应用,除了精度要求日益提高,同时元件的尺寸也逐渐加大。移相式激光干涉是光学元件表面形貌检测的主要方法,由于波长调谐移相干涉技术在检测过程中不需移动干涉仪内部的参考镜,而具有更高的稳定性,常作为大口径光学元件的主要检测方法。波长调谐激光干涉仪一般采用菲索式干涉结构,在检测过程中,干涉仪通过改变输入电压调谐激光波长,进而改变参考光与测试光之间的光程差,以获取多帧具有等量相位差值的干涉图。干涉图中包含了检测元件的波面信息,常用最小二乘迭代算法进行解相位从中计算波前相位,并通过重构波面得到光学元件的形貌信息。最小二乘迭代算法需要腔长的精确值计算移相量,以此作为初始量迭代拟合得到较精确波前相位分布。但是,这种方法每次测量均需精确标定腔长,且当干涉图间对比度不一致或移相量处于特殊区间时,算法的准确性和鲁棒性均有较大程度地降低,因此直接使用该算法进行解相位计算将难以满足实际的检测要求。本文在深入研究了波长调谐移相原理后,提出一种新的自适应波长调谐移相算法。本文首先对最小二乘算法进行改进,在迭代求解过程中加入对比度参数,解决了在干涉图间存在对比度差异时误差较大问题。同时为保证解相算法的精度,在移相过程使用移相量为π/2进行移相干涉,并根据激光器波长调谐原理,确定了当移相量固定时,激光器电压调谐量与干涉腔长成反比例关系,并通过实验数据对该数学模型进行了改进,得到步进电压与干涉腔长的标定曲线。在检测的过程中,首先,根据腔长的粗标定值结合标定曲线确定移相过程中的步进电压,随后,在移相标定的过程中统计所有像素点移相量的标准差值判定移相质量,避免将移相中的误带入后续图像处理过程中。当移相的结果无法达到计算要求时,结合激光器波长调谐特性,计算电压补偿量,并控制移相量处于合理区间。最后,以移相量标定结果作为最小二乘迭代初值,并在相位计算过程中计算对比度补偿量,通过迭代和优化,大幅提高了相位计算精度。同时,本文设计了多组仿真模拟实验,分别验证了在不同腔长、不同移相量及干涉图间对比度不一致的情况下算法的有效性,并且本文根据所述的算法编制了波长调谐激光干涉仪控制软件。本实验室使用G60U正立式干涉仪作为主框架,在此基础上采用New Focus波长调谐激光器作为移相单元,Basler面阵相机为成像系统,自主搭建了移相干涉仪试验系统。系统所采用的半导体激光器中心波长为635nm,干涉仪系统的腔长可调范围为10-70cm,数模（D/A）转换器调控最小电压改变量为0.001v。实验以直径为60mm的标准平面镜（PV值优于λ/20）为测试对象,检测结果显示其PV值测量精度可达λ/20,PV值与RMS值的重复精度分别达λ/50和λ/1000。