提出一种基于特征多项式的波长移相干涉测量方法。首先，将该方法与两步绝对测量法结合，对多表面干涉技术进行理论研究；然后，以特征图和特征多项式理论为基础设计出一种加权多步波长移相算法，用于对平板的表面面形、光学厚度变化以及光学均匀性信息进行提取计算，并通过移相算法的评价函数及其傅里叶表达式展示了算法对误差的抗扰度；最后，将该算法与OPL算法进行对比。结果表明，所提方法在不同厚度平行平板光学均匀性的测量上具有速度快、精度高的优势。

为了实现一体化结构干涉仪的现场数字化检测, 提出了一种电调谐波长移相干涉术, 通过控制注入电流, 调制半导体激光器(LD)的波长, 从而实现时域移相干涉。通过优化传统的随机移相干涉模型, 采用最小二乘求解线性回归模型迭代算法求解相位, 抑制了电调谐的控制精度有限、LD非线性引起的不等间隔移相, 以及环境震动引起的各采样点位相变化不同步的干扰。将该方法应用于现场检测的便携式斐索干涉仪上, 利用其与Zygo GPI XP/D型干涉仪测量同一块光学平晶, 测量结果的峰谷值偏差为9.91 nm,均方根值偏差为5.22 nm, 能满足现场定量检测的精度要求。该方法还可以应用于其他类型的激光干涉仪中。

提出了一种光纤干涉投影测量三维形貌的新方法。采用具有良好正弦性的光纤激光干涉条纹作为载波条纹进行投影，并且激光光源波长可调谐，通过精确控制电流源电流以改变激光波长来达到干涉条纹相位移动的目的，进而通过移相算法可求解出相位值乃至被测物体的三维轮廓。实验中，相位提取采用重叠四步平均算法，其能够减小移相误差使得系统在50 mm 口径范围下均方根值控制在30 μm 以内。

为了解决不同厚度下平行平晶的多表面干涉效应对光学元件面形检测的影响，提出了基于波长移相调谐原理的多表面干涉面形检测方法。根据波长移相调谐原理，推算出不同厚度下被测元件与测试腔长的比例关系，通过对多表面干涉图进行离散傅里叶变换，进而提取出平行平晶前后表面面形的相位信息。实验结果表明: 与ZYGO公司GPI干涉仪测量结果对比，厚度分别为10 mm和40 mm的两块平行平晶，测试结果偏差很小，验证了算法的有效性。

考虑菲佐型波长移相干涉仪中波长可调谐激光器光强与调节电压之间的关系会对相位计算精度造成影响，本文提出了一种基于光强自标定的波长移相算法。首先，分析了波长可调谐激光器调节电压与输出光强之间的关系，建立了数学模型；然后，依据最小二乘判据，推导出了波长移相干涉仪的光强自标定移相算法。最后，实施了仿真实验，通过计算机生成背景光强具有一定变化的12幅干涉图，利用所提出的算法进行了相位恢复。结果表明，提出的算法可以很好地免疫激光器的光强变化，实现高精度的相位恢复。对口径为100 mm的平面镜的测量结果显示RMS为0.005λ，PV为0.073λ。与ZYGO干涉仪测量结果的比较显示，两次测量面形的偏差RMS为0.0014λ，PV为0.022λ。得到的结果证明了算法的可行性及在菲佐型波长移相干涉仪中的实用性。

为了高精度测量光学元件的曲率半径，提出了一种利用反射式计算全息元件结合波长移相干涉测长技术测量光学球面曲率半径的方法。测试中,将反射式计算全息元件作为基准来标定所用标准镜头参考面的曲率半径，利用波长移相干涉技术测量干涉腔腔长，通过计算分析得到被测元件的曲率半径。文中描述了该方法的系统构成及其工作原理。结合实例，运用理论分析与软件仿真模拟分析了方法的测量不确定度。最后，利用实验室现有的商用波长移相干涉仪进行了实验验证。对一口径为100 mm的球面样品进行曲率半径的测量，得到的结果为157.108 3 mm; 利用接触式球径仪法对同一样品进行对比测量，结果显示相对误差小于0.02%。与其它目前已有的非接触式曲率半径测量方法相比，提出的方法具有误差源少、测量精度高、易于操作等优点。

波长移相干涉仪的移相值与干涉腔长度有关，需要对其标定方可采用定步长移相算法计算相位分布。为了标定研制的斐索型波长移相干涉仪，提出一种利用干涉图直接计算定步长移相值的新算法两帧差分平均移相算法(TDA)。对该算法进行模拟仿真，验证了算法的可行性和计算精度，并进一步开展了实验研究。结果表明：运用TDA算法处理定步长移相干涉图可以获得与实际值接近的计算结果；利用TDA算法标定的波长移相干涉仪的测量面形均方根(RMS)重复性优于0.07 nm(1.106λ/10000)，达到了设计指标；用该干涉仪与Zygo干涉仪对相同元件进行比较测量，检测结果之差的RMS为0.742 nm。

为解决移相干涉仪(PSI)测量平板类光学元件面形过程中产生多表面干涉条纹混叠的问题，介绍了基于波长移相的多表面干涉条纹分析方法的基本原理。对三表面干涉测量进行仿真分析，通过对随时间变化的干涉图进行傅里叶变换，提取相应频谱级次的相位，可求得前后表面面形分布。比较了不同取样帧数及不同干涉光频谱变化范围下的误差最大值与方差的变化。与原始仿真面形比较，在理想情况下，该方法测得面形误差优于10－4λ。采用该方法对一实验元件的三表面干涉图进行分析计算，并与Zygo干涉仪测量值比较，结果表明，元件面形峰谷值（PV）与均方根值(RMS)相对误差均低于1%。