光学干涉面形测量技术是一种高精度的非接触表面形貌测量技术,在工业生产和科学研究中得到了广泛的应用.相位展开技术是光学干涉面形测量技术中的一项关键技术,它在很大程度上决定着测量结果的可靠性和精确性.二十余年来,人们对相位展开技术作了大量研究,提出了许多新颖的相位展开方法.但是相位展开问题尚未得到圆满解决,仍然有许多问题需要深入的研究和探讨.本文在对国内外现有的相位展开方法归纳总结的基础上,对路径积分相位展开技术与最小范数相位展开技术作了深入地研究,主要工作有以下几个方面:1.提出两种用于指导相位展开的新质量图:最大梯度相关质量图与导数偏差相关质量图.它们是对包裹相位数据质量好坏的较优估计,其可靠度优于目前可靠度最高的相位导数偏差质量图.2.在基于路径积分相位展开技术的研究中,提出两种新的相位展开算法:基于最大梯度相关质量图的质量导引相位展开算法和基于分支设置与可靠度排序的相位展开算法.3.在基于最小范数相位展开技术的研究中,提出两种新的相位展开算法:基于最大梯度相关质量图的加权最小二乘相位展开算法和基于导数偏差相关质量图的最小L<'0>范数相位展开算法.基于最大梯度相关质量图的加权最小二乘相位展开算法,利用最大梯度相关质量图来确定加权最小二乘算法中的权重,采用预条件共轭梯度方法快速得到相位展开结果.此外,结合作者所承担的科研项目,本文在光纤连接器端面形貌与几何参数的高精度测量方面进行研究,其中包括了对前述相位展开算法的应用.提出一种利用正弦相位调制干涉术测量光纤连接器端面形貌与端面几何参数的新方法.提出一种利用步进移相干涉术测量光纤连接器端面形貌与端面几何参数的新方法,并根据该方法成功研制了一台光纤连接器端面测量仪.该仪器体积小,自动化程度高,用户界面友好,使用方便,可测量PC、APC等类型的光纤连接器端面形貌与端面几何参数.实际测量证明,该测量仪与美国DORC公司ZX-1 mini PMS测量仪和Norland公司NC3000测量仪相比,测量精度水平相当.该仪器样机已通过华东国家计量测试中心的测试.