在精密加工领域中,对工件的表面形貌有着很高的要求。形貌检测的技术与方法众多,其中基于光学干涉理论发展起来的检测技术有着非接触测量、检测精度高、环境适应性强等诸多优点,故被广泛使用。随着科技发展,机器视觉及图像处理等新技术被应用于在传统形貌测量领域里,当下形貌检测技术主要的发展趋势是实现以计算机为核心处理单元的光机电一体化。本文自主搭建了一套光学微分干涉检测系统:基于微分移相干涉的光学测量原理,借鉴共光路干涉系统,搭建有较高测量精度的光学微分干涉成像单元;根据检测系统的需求,选择合适的工业相机和电机系统组建检测系统的图像采集及运动单元;计算机则作为核心的控制处理单元。以上三者共同组成了完整的微分干涉检测系统的硬件部分。本检测系统有着较好的抗干扰性、检测精度较高、运行平稳可靠,可运用在较复杂的工作环境中。本检测系统所使用的软件程序是以Lab VIEW为平台进行编写:通过VISA模块配置实现计算机与PLC及步进电机控制器的串口通信,从而达到控制载物平移台的定点移动以及检偏器的旋转运动;通过调用DLL文件实现计算机对工业相机的参数设置及拍照存贮控制,整合以上两部分控制程序框图,构成图像采集和运动控制的主程序。在图像处理方面,利用Lab VIEW中的Matlab脚本节点调用Matlab进行后台运算从而实现图像算法。设计优化Lab VIEW前面板,使GUI界面简洁、易操作。利用检测系统对已知表面粗糙度的晶圆片和光学元件进行检测,通过实验比对以及理论分析发现,在形貌测量中,微分干涉检测系统的横向分辨率0.887μm、纵向分辨率0.52 nm,符合设计要求,适合测量粗糙度在纳米级的物品表面。在Lab VIEW程序控制下,系统的采集运动单元运行正常,可胜任持续的检测工作,检测数据的图形化显示使得对数据的分析更加直观,提高了工作效率。