光学相位测量方法作为一种高精度测量技术，被广泛应用于科学工程的诸多领域。为了在飞秒激光泵浦-探测(Pump-probe)的超快测量中对探针光时间延迟量进行实时检测与有效控制，本文将现有其他领域较为成熟的光学相位干涉测量技术引入超快泵浦探测过程中，提出了一套自我设计的四路同步移相干涉光学测量系统。.　　 本文从理论计算、系统设计和实验验证三个方面对该测量系统进行了分析：　　 1.介绍了干涉测量技术的各种理论，包括傅立叶变换相位测量理论、传统时域移相干涉测量理论、偏振移相干涉测量理论和同步移相测量理论。并给出了同步移相测量方案的三套典型系统：泰曼-格林干涉仪的Symthe系统、基于棱镜分光偏振组移相的同步移相测量系统和基于光栅分光偏振片组移相的同步移相测量系统，对该三套系统进行了简要描述和比较，给出了各自优缺点。基于同步移相系统自身优良的抗震性能，本论文决定选择同步移相测量技术作为超快实验中探针光时间延迟量的主导方案。　　 2.应用琼斯理论对设计的光学测量系统进行了计算，推导出同步移相干涉系统各帧干涉图相应点的光强表达式，确定了相邻干涉图之间的相移步长，并给出了相位延迟量测量的解析表达式。最后，对光学系统在检测中可能存在的误差进行了计算分析，结果表明，系统的设计不仅能满足超快Pump-probe精度的基本要求，而且优于目前同步移相干涉测量的光学设计，对于800nm中心波长的探针光在理论上可达阿秒级的时间分辨率。　　 3.对该光学测量系统进行了实验验证分析。利用He-Ne激光光源搭建了相位差测量系统，包括光源部分、分光移相系统、图像采集系统和计算机处理系统，并详细给出了测量系统各部分的具体参数。系统中分光移相部分采用了波面干涉测量技术中应用最为广泛的泰曼-格林干涉仪的设计思路，分光和移相同步进行，该设计可有效减少移相器件组在实验过程中带来的器件误差。计算机处理部分主要为实验室编写的干涉图样分析软件，功能包括干涉图样位置校准、像素点的相位测量计算、选定区域的相位平均值计算、相位与延迟时间互相转换和数据的装载和存储等功能。