超精密加工技术在不断朝着加工方法多样化、加工材料广泛化、加工结构复杂化、加工精度精细化发展的同时,对表面轮廓形貌的准确表征与评价的需求也与日俱增。白光干涉仪作为一种光学非接触测量仪器在表面形貌测量中应用广泛。但是在测量过程中,由于光学原理的限制往往使测量结果引入如蝠翼效应、2π误差、“鬼步”误差等,导致测量精度的下降。此外,光的衍射极限也导致白光干涉仪对超精密加工表面粗糙度测量结果偏小。上述测量误差都将影响对表面加工质量的正确判断,影响对加工工艺的反馈和指导,最终导致成品率下降。本论文针对白光干涉仪测量典型表面时产生的蝠翼效应和测量超精密表面时产生的高频误差等问题,从测量原理分析、测量模型构建和实际测量对比三个角度进行研究,明确了横向衍射极限的影响机制,提出了蝠翼效应修正算法以及基于传递函数的高频形貌误差补偿算法,利用上述算法可以有效补偿白光干涉仪的轮廓测量误差和粗糙度测量偏差,提高形貌测量的精度和准确性,有利于正确有效地评估待测表面加工质量,反馈加工工艺。具体的研究内容如下:（1）在考虑白光光源带宽、干涉物镜数值孔径以及待测表面形貌的综合影响下,建立了基于衍射的白光干涉测量仿真模型,模拟了白光干涉测量过程,并对百纳米高度的正弦波、三角波和方波信号分别进行仿真测量分析,结果表明,衍射效应使白光干涉仪对于尺度小于横向分辨率的形貌测量结果产生失真。（2）利用仿真模型对典型阶梯表面形貌进行模拟测量,从仿真和实验测量两方面解释了蝠翼效应的产生原因,建立了蝠翼效应与真实形貌之间的关系,结果表明,当阶梯高度接近四分之一光源中心波长的奇数倍时蝠翼效应最为明显,并由此提出蝠翼效应的判别流程。利用台阶高度、台阶与轮廓中线围成的面积和轮廓的算术平均偏差三个评价参数对比中值滤波和均值滤波两种修正方式,得出中值滤波更能保护轮廓边缘,其对蝠翼效应的修正效果优于均值滤波。（3）利用仿真模型对粗糙表面和磨削硅片表面进行模拟测量,从仿真和实验测量两方面解释了表面高频形貌误差的产生原因。通过对干涉仪仪器传递函数的分析,提出了基于传递函数的高频形貌误差修正算法,将表面粗糙度测量的准确性提高到90%以上。