白光显微干涉技术将白光干涉技术与显微成像技术结合起来,实现了微观三维形貌的测量,因其快速、非接触、高精度等一系列优点,多年来一直受到广泛的关注。在理想情况下,白光干涉信号中心为对比度最大的零级条纹,零级条纹两侧为对称的彩色条纹。但在实际装配过程中很难保证干涉光路中参考臂和测试臂完全匹配,会不可避免地引入色散使得零级条纹两侧不对称,产生色偏移现象,从而对形貌测量造成影响。本文从白光干涉条纹光强表达式出发,结合Mirau型干涉显微物镜光路结构,给出了三种合理的色偏移误差来源。在双光束干涉理论的基础上,针对参考板与分光板的厚度差、参考板的倾斜量这两种误差来源建立了数学模型,根据提出的干涉信号评价方法,定量分析了上述两种误差来源对干涉信号形状的影响。再研究色偏移对形貌复原精度的影响,为此设定一个原始轮廓,根据色偏移模型生成一系列的干涉图模拟扫描过程,选用傅里叶变换法和宽带光八步法重构表面形貌得到高度复原误差。根据复原误差的大小比较两类算法的抗色散性能,并判定参考板与分光板所允许的最大厚度差、参考板自身所允许的最大倾斜量,以校正色偏移对测量结果的影响。还针对金属材料表面的反射光相位改变量这一误差来源展开研究,论述了可能造成高度复原误差的情形,并提出了相应的校正方法。最后实验验证色偏移误差来源对白光干涉条纹及高度复原精度的影响,选取90.5nm标准台阶板和振幅型计算全息元件(CGH)作为微观三维形貌测试对象,将测试结果与仿真分析比较,验证了色偏移理论模型和相应校正方法的正确性。