激光散斑干涉(又叫电子散斑干涉,ESPI)是一种非接触的光学无损测量方法。广泛应用各种材料和结构的位移、变形、应力应变、表面粗糙度的无损测量和振动分析,具有高精度、高灵敏度、全场快速的测量优点。目前已经逐渐被应用到微纳测量领域(如MEMS等微纳器件的振动和变形分析)。本文研究了散斑干涉微纳测量的关键技术,并建立了激光散斑离面变形测量的硬件和软件系统。散斑干涉测量中相位变化表征了待测的物理量,因此研究合适精确的相位测量方法是至关重要的。本文主要研究其中比较常用,精度较高的相移法,并将其应用于后面实际的相位测量中。然后介绍各向异性扩散滤波、自适应加权滤波和正余弦相位滤波等滤波方法。在仿真和实际应用当中取得了较好的滤波效果,可以在滤除散斑噪声的同时有效保持条纹结构和相位跳变等有用信息。最后对包裹相位图的解包裹技术进行了研究。其中基于可靠度排序的非连续路径算法和基于图像分解的自动相位解包裹算法具有较强的抗噪能力,并可以有效隔离相位的物理非连续性区域对解包裹的干扰。后者在实际应用中表现更优。基于相移法设计并搭建了激光散斑离面变形微纳测量系统。使用Visual C++开发平台对上述的算法进行综合,编制了测量的软件。并对中心加载的金属圆盘的离面微变形进行了测量。获得了比较光滑的全场离面变形分布,证明了测量系统和相关算法的有效性。