传统的单色激光干涉仪虽然具有很高的测量精度,但在移相过程中易受外界振动的影响,且具有相位不确定性,这两个问题限制了它在在线测量中的广泛应用。白光光谱分辨式干涉测量是一种通过分析宽带干涉光的光谱信息来获取被测面形的干涉技术,由于只需要一帧干涉图,因此它对外界振动具有不敏感性,且能克服相位不确定性的影响,能够测量台阶面。本文在已有的一维白光光谱干涉仪的基础上,通过使用FP标准具将连续的白光光谱滤成具有一定间隔的梳状光谱,从而在CCD上将相邻光谱的干涉图分开一定的距离,这样就避免了被测面各个位置光谱信息的互相交叠,能够进行二维面形的测量。本文对单帧式干涉测量方法进行了理论建模,对各个模块的要求进行了仿真分析；搭建了一维单帧式测量实验系统,对一个刻蚀有台阶面的硅片进行了测量,获得被测面的面形；利用四步空间移相法解出了单波长下相位分布,并利用此分布对测量结果进行了精度提升；然后在此基础上进行了二维单帧式测量实验,并获得了一个狭窄的二维台阶面的面形,测量结果具有较高的重复精度。本文最后分析了实验过程中各个器件可能引入的误差,对比了它们对最终测量结果的误差贡献,提出了部分改进方法,并对实验系统存在的不足进行了总结。