光学相干显微术(optical coherence microscopy,OCM)是一种新兴的成像技术,该技术结合了共焦显微术的高分辨率和低相干术有效抑制相干范围以外散射光的特点,适用于生物组织成像和工业对象的形貌检测。本文在深入理解OCM系统原理基础上,提出了一种基于光栅的线扫描OCM系统,利用光栅的衍射光对波长的角度的选择性,从而实现一次性扫描横向所有位置,大大提高了系统的成像速度。论文详细介绍了线扫描OCM系统的原理及特点,讨论了成像分辨率、成像深度、成像速度、探测灵敏度等性能参数及影响因素。其次,结合表面三维形貌测量的需要,设计了线扫描光学相干显微成像系统,并对硬件系统进行调试。为了实现对线扫描OCM系统的实时自动操控,基于LabVIEW平台开发了线扫描OCM系统软件。不同于传统的频域OCM系统需要时序控制模块,软件部分由信号存储模块以及处理模块两个部分组成,各模块相互独立又有机的组成一个整体。对搭建好的线扫描OCM系统,以盖玻片、平面镜为样品进行了系统性能测试,与理论计算结果相符。利用该系统,在样品臂中加入侧升降台,用于y轴扫描,对钢轨表面的微小裂纹进行三维成像,获取样品表面形貌并确定表面裂纹位置及大小。对实际测得的裂纹深度及大小进行精度分析,结果证明该系统能够对物体表面进行测量,且测量误差在1%。并且,由于系统不需要额外的扫描装置,因而系统的稳定性、可靠性都有很大的提高。