白光扫描干涉技术是近年来迅速发展的一种表面轮廓扫描技术,它具有非侵入、高精度、高速度和大量程等优点。随着白光干涉技术的日益成熟,更多的研究转向了如何提高检测精度。本文对白光干涉仪中多种常见的误差进行仿真分析和实验验证。提出一种新的色散模型和一种新的消除色散误差的方法,具有较大的创新性。白光干涉仪中有三种测量参数,分别为振幅最高点za,振幅最高点附近的相位零点zp和频域中相位的斜率zs,分析了这三种参数的特性。本学位论文的研究内容为:(1)研究了压电陶瓷的位移误差对白光扫描干涉仪的影响,发现位移误差不仅使测量结果偏离准确位置,还会给干涉信号的带来一定程度的畸变。仿真过程如下,在白光干涉信号中加入压电陶瓷的运动曲线,分析存在不同程度的位移误差时的测量结果。仿真结果表明,位移误差过大时,干涉信号的振幅会出现平顶现象。为了消除误差,我们利用相位线性拟合的方法降低相位中的非线性成份,提高检测精度。(2)研究了白光光源的色散效应对测量结果的影响,并提出一种新方法消除色散误差。光源为超连续谱光纤激光器,宽光谱使干涉信号更容易受到色散效应的影响。通过研究发现,分光镜边长不相等产生的色散效应会明显的影响到测量精度。因此我们提出一种新方法,通过光谱干涉仪测量色散相位,从白光干涉信号的相位中消除色散成份,降低了色散效应对测量结果的影响。实验结果表明,消色散后振幅的平顶现象消失且半高宽减小,振幅的最高点和对应的相位零点距离减小,证明此方法能有效地降低色散对信号的干扰。(3)研究了随机误差和滤波器的范围对测量结果的影响。仿真过程如下,白光干涉技术对仪器中的抖动等随机误差十分敏感,利用处理后的高斯噪音模拟信号中的随机相位误差,分析了随机误差对多个测量参数的影响程度。把干涉信号在频域的相位分布通过多项式的格式表示,分析多项式中的各个系数的意义,从而深入地了解信号中相位的作用。信号处理时,不同范围的滤波器会影响测量参数的精度,分析三种测量参数对滤波器范围的敏感度。本次仿真总结了白光干涉信号信号处理中的细节问题,对白光干涉测量有指导意义。(4)根据分光镜的结构建立了新的色散模型,利用新的消色散方法,处理表面扫描信号,通过对比消色散前后的扫描结果,验证新方法的正确性。实验过程如下,通过光谱干涉仪测量多个点的色散相位,拟合出对应的色散相位分布公式,利用此公式在白光干涉信号的频域消除色散误差,根据不同参数得到多种表面扫描结果。对比扫描结果的表面粗糙度和重复率,发现参数zp测量精度最高、抗噪音能力好,所以选参数zp作为表面路轮廓检测的参数。