光学干涉测量是以光波长为计量单位的一种高精度、高灵敏度、非接触性的光学测试技术，能实现实时、快速、高精度、多参数、全场、动态测量，在生产和科学研究中有着广泛的应用。随着光学系统的分辨率越来越高，为了达到衍射极限分辨率，对光学元件和光学系统提出了更高的要求。与传统的点衍射干涉仪相比，相移点衍射干涉仪采用针孔衍射的球面波作为参考波，通过移动光栅同时引入了相移，可以应用在极紫外线，X射线等短波段在线检测包括设计残差、装调误差和面形误差在内的整个成像系统的总的波像差。这对于指导高分辨率成像光学系统的装调，提高光学加工水平，提高系统的分辨率更具指导意义。本文对高分辨率成像系统波像差检测中的关键技术——干涉图数据处理技术进行了深入的研究，包括干涉图的去噪、相位提取、相位展开、波面拟合等。其主要研究内容包括：　　 干涉图的处理是光学干涉测量的关键技术，它决定了测量结果的可靠性和精确性，迄今已有一系列有效的位相测量方法。本文首先对位相测量方法作了详细概述，在此基础上对傅立叶变换处理单幅干涉图做了详细研究和改进。重点解决了采用二维离散傅立叶变换(DFT)处理干涉图求解相位过程中的三个问题：首先从理论上分析了采用傅立叶变换处理干涉图中的频谱泄漏产生的原因以及改善频谱泄漏的方法：接着重点讨论了圆形干涉的区域外插问题，结合图像修复，提出了一种基于样本块的干涉图外插算法。算法利用干涉图的可信度和等照度线特征，来确定填充块的优先权，然后在干涉图的已知区域寻求与待填充块最相似的样本块进行填充，计算机模拟和试验证明能够获得好的外插效果；最后讨论了滤波器的中心频率的确定与滤波带宽的选取原则与方法。　　 二维相位展开是光学干涉测量数据处理的关键技术之一，加权最小二乘法是目前研究较多的一种相位展开方法，本文在此基础上针对含噪声包裹相位图进行相位展开的问题，建立了基于预条件共轭斜量法的加权最小二乘相位展开算法模型，引入非加权二维离散余弦变换求解具有纽曼边界条件的泊松方程得到的解作为预条件，从而加快迭代速度。算法中的权重项由新质量图确定，得到最小二乘意义下的展开相位。模拟与试验表明，算法能有效处理含噪声的包裹相位图，得到较好的相位展开结果。　　 参与研制了一套用于检测其系统波像差的相移点衍射干涉仪的原理样机和接近衍射极限分辨率的Schwarzschild微缩投影物镜系统，利用该干涉仪和本论文研究的图像处理技术检测632.8nm可见光波段Schwarzschild微缩投影物镜系统的总波像差(包括设计残差、加工和装调误差)。测量结果表明，系统波像差为0.1293λ，重复性为0.0040λ。