现代光学干涉测量法已经在表面三维形貌的检测中得到广泛的应用,它具有测量精度高和非接触无损检测等特点。通过引入相位调制来实现被测信息的提取,可以提高测量精度,并且能实现自动检测。相位调制方法可以分为时间相位调制和和空间相位调制。时间相位调制法即相移法,至少需要3幅相移干涉图,在动态环境中很难实现;空间相位调制法通过引入光载频条纹,这可以通过倾斜被测面或投影光栅实现。与相移技术相比,它只需要一帧干涉条纹图就能恢复出物体的三维形貌,使得物体动态过程的三维形貌测量变得可能。本文研究了一种基于显微干涉的三维物体静测试系统,对光纤连接器端面进行了测量。干涉仪由Mirau干涉物镜和镜筒透镜组成,CCD相机采集干涉图样,经处理后得到相位分布图。文中采用Carré相位提取算法,无需进行特定步长的相移。对光纤连接器端面的表面形貌、曲率半径、顶点偏移进行测量,测量系统的横向分辨率可达到0.9μm,重复性测量精度为9.5nm。另外,本文还提出一种基于高速图像采集和处理的三维动态测量系统,将希尔伯特变换法和高速图像采集系统相结合,采用迈克尔逊干涉原理实现对被测表面的动态测量,利用高速CMOS相机获得振动过程中的序列干涉图像,对经过加入空间载频的序列干涉图依次进行希尔伯特变换、高通滤波等操作,得到序列包裹相位,利用三维相位解包裹再现物体表面各点的振动过程,并恢复连续振动物体的瞬时表面形貌。