微纳技术的发展推动着各类微小尺寸元器件在各行业广泛应用,与日俱增的测量需求也不断推动着各种微观三维测量方法的发展。本文将光学测量法中的相位偏折技术拓展到透射场微观检测中,为透射场微观检测提出一种可行有效的方法,具有结构简单、成本低、效率高、无损检测的优点。本文对透射场微观检测系统中被测样品结构位置误差和CCD相机非共轴结构系统误差进行分析与校正,为了进一步对检测系统的测量精度加以提升,还对系统主要器件关键参数的标定技术展开详细研究。主要的研究内容为:介绍了微小尺寸器件在现代科技先进制造领域中的重要意义,对国内外微小尺寸器件表面形貌测量的主流检测手段及优缺点进行了分析,详细阐述了光学偏折法在微小尺寸器件表面形貌测量领域的应用现状,针对目前透射场下微观检测相关研究不足的情况,提出一种基于光学偏折术的微观透射场检测技术。介绍了所提出微观透射场检测方法的测量原理,通过对投影屏上发光像素点发出光线在系统光路中落点追踪,结合相移技术获得系统实际波前以及零位测量系统的参考波前从而消除系统结构对测量结果的影响。完成微观透射场的有效检测。借助参数表达式,理论分析了检测系统中存在的几何结构误差-元件倾斜与偏移、相机离轴结构对测量结果中各项像差的影响,通过搭建透射场微观测量系统仿真模型,对系统结构误差的精度影响程度进行讨论与研究。开展了透射场微观检测系统中相关的标定工作。对CCD相机畸变标定,完成对光线的准确标定。对投影屏出射光光波长标定进而对光学偏折显微检测系统中其他设备的选型提供指导作用。对投影屏形状与液晶屏厚度标定,实现对测量过程中各像素点位置进行准确计算,进而能够在改善测量精度的同时进一步提高实验效率。搭建了基于光学偏折术的透射场微观检测实验平台,开展了检测实验平台的预标定工作,此外对系统中包括投影屏及CCD相机展开相应的标定工作,对光学窗口表面划痕局部区域及工业用透镜特征区域局部微观检测,其中有划痕光学窗口测量区域波前像差的均方根值为0.0923μm,峰谷值为3.6067μm,并且对本文所提出的方法进行了可行、有效的实验验证。