现代光学制造产业的高速发展与相应检测技术的不断完善紧密相关,随着航空航天、集成电路的超微加工领域的发展,对光学制造与检测的水平要求不断提高,其精度目前进入纳米时代。在对精密光学元件及光学系统进行检测中,干涉仪是目前最为有效的超精密检测手段。共光路动态干涉仪是干涉测量里应用最为广泛的光学结构,它的优点是采用共光路系统,也就是测量臂和标准臂重合,可大大提高测量精度和应用范围。本文研究一种共光路动态干涉仪的系统设计和关键技术,通过采用偏振光干涉,可同一时刻获得相位依次相差π/2的四幅干涉图,可以消除气流和环境振动对测量的影响,实现高精度测量,适用于大口径、长焦距光学元件的测量,可应用于光学系统现场检验,复杂恶劣环境的光学检验,并能进行连续的动态测量,即可对光学表面的变化过程测量。本文探索影响光学仪器测量的因素,提出了干涉仪实用的光机结构尤其是光学配准部分的光机结构设计方案。本文的具体研究方法为:在传统干涉仪原理基础上,设计四相干涉检测同步接收光路,实现原理上的突破;利用图像配准技术,研究四相条纹图位置一致性问题,实现条纹图点点位置对应;研究干涉条纹的去噪算法及面形重构算法;研究共光路动态干涉仪中系统误差及随机误差的影响。在共光路动态干涉仪的光机结构设计中,采用了偏振分光棱镜旋转式结构进行四个相邻90°相位差的干涉条纹的空间移相;针对同步采集过程中的四幅图像配准问题,设计了干涉条纹采集配准装置,通过光学以及机械结构设计,实现了对条纹图像采集的物理配准,在此基础上增加编码元标志点,进行用数字图像处理方法消除条纹图间的旋转量,进行高精度图像配准,从而提高了测量精度。在数据处理方法方面,针对采集得到的条纹图中包含噪声这一问题,提出了基于等值线窗口内小波分析的电子散斑条纹图滤波方法,较经典的中值滤波,均值滤波等方法相比,在尽可能减少对解包裹运算影响的同时能够获得更佳的信噪比。为了削弱系统误差及随机误差造成的系统精度的影响,针对旋转平均法对旋转精度的要求,提出了一种旋转误差校正模型以修正面形绝对检测中的旋转非对称项误差。首先在经典N步旋转平均法的理论基础上,通过泽尼克多项式给出了面形误差的数学表达形式,然后根据旋转角度所引起的误差修正了泽尼克系数进而修正旋转非对称项误差,在数值仿真方法验证校正模型正确性的前提下,用校正模型对实际检测数据进行处理。