三维电子散斑干涉技术(3D—ESPI)利用电子散斑干涉图像携带物体表面位相信息的特性，可以测量物体材料的应力、应变、振动等性能参数。本文主要将此技术应用于研究物体表面的三维变形及物体表面和内部缺陷的自动识别。 论文简述了电子散斑干涉技术的发展状况及其原理，并对电子散斑干涉技术测量物体面内变形、离面变形以及三维变形的几何原理进行了详细分析，介绍了几种传统的ESPI系统。 为了获取物体表面的三维变形信息，需要将物体离面变形检测系统和面内变形检测系统结合在同一坐标系中。论文根据要求设计了三种层层改进的方案，系统中共用其中照射物体的一束光束，将面内变形检测和离面变形检测系统结合到同一坐标系中。第一种方案为传统器件法，采用传统光学元件进行分光、传光；为了能够简化一般3D—ESPI系统中光学器件繁多、器件移动引起的重复调整等缺点，在第二种方案中将光纤引入系统中，即Y型光纤法，设计了以Y型光纤为主要分光和传光器件的ESPI系统；第三种方案为一分五型光纤法，在Y型光纤法的基础上，引入一分五型光纤，使系统更加简便、紧凑。为获得量化的变形信息，系统中将电子散斑技术与相移技术结合在一起，采用“4+1”相移算法，获取物体表面的三维变形信息。 论文详细讲述了层层改进的第一、二、三种方案的操作细则，重点将第三种方案，即一分五型光纤法的三维变形检测系统进行了实验验证，包括一分五型光纤法系统建立的实施方案、系统匹配器件的计算与选择、系统三维坐标的确立、系统中器件的对称性调整以及相关参数的标定等j采用木板作为样本进行了表面和内部近表面缺陷检测实验；采用不锈钢板作为样本进行静态三维变形检测实验，得到三维变形结果的显示图像，分析了系统中存在的误差以及影响测量精度的因素。 最后，论文对课题研究工作进行了总结，并提出需要改进的工作。