光学元件的微观形貌会直接影响光学系统的性能和精度。微观表面形貌的测量方法有很多,其中光学干涉测量法具有精度高、速度快、测量范围广、不损伤待测件等优点,得到广泛的应用。研制了Mirau型白光扫描干涉显微镜,实现台阶板的高度、计算全息元件的刻蚀深度以及微透镜阵列的表面形貌的测量。基于Mirau型于涉显微镜无限远光学系统的要求,重新设计现有的金相显微镜光路,实现白光零光程差位置和共轭像点位置的重合,得到待测件的白光干涉条纹,进而研制出Mirau型白光干涉显微镜。仪器的垂直测量范围可达10μm,垂直分辨率优于0.5nm,横向分辨率为838.75nm。为了实现干涉显微镜的垂直扫描,以PZT作为移相器并对其在乌氏干涉仪上使用白光进行标定。标定PZT作等间隔移动的步进电压值,通过重新分配电压校正PZT非线性误差,校正后得到的非线性度小于0.8%,符合测试的需要。分析比较傅里叶变换算法和空间频域算法,选取了空间频域算法实现从垂直扫描得到的一系列白光干涉图中提取表面形貌信息。针对测量结果的毛刺现象,通过傅里叶变换提取白光干涉信号中心波长的相位信息并结合包络中心算法去除相位模糊,从而实现零光程的精确定位。白光垂直扫描干涉显微镜针对台阶板、CGH、微透镜阵列等光学元件进行测量,完成了PV值和RMS值的分析。台阶高度测得54.12nm,与ZYGO NewView 7200轮廓仪的测试结果50nm相吻合。