中文摘要：

科学技术及应用的快速发展，对诸如光学元件表面，硅晶片表面、磁盘等信息基体和其他高精密设备的零部件表面质量提出了很高的要求，使相关表面加工质量的保证面临重大挑战。加工表面在线测量，能保持测量前后加工环境和状态的一致性，从而提供可靠的工艺调整和质量控制依据，对精密加工表面质量保证具有重要意义。然而由于在线振动环境的限制，现有表面测量方法难以实现表面形状在线精密测量。本项目提出并研究同步相移剪切干涉表面在线精密测量的理论和方法，以解决高精密加工表面形状在线测量问题。包括建立简单、紧密、完全共光路、方便调整的剪切单元，保证测量系统结构上的可靠性和稳定性；研究同步相移技术及其与剪切干涉的自参考特性结合，保证测量系统极佳的抗在线振动能力；研究基于双波长干涉的干涉相位恢复技术和基于B-样条最小二乘拟合的波前重建技术，解决快速准确的干涉相位恢复和被测表面重建问题。

结论摘要：

科学技术及应用的快速发展，对诸如光学元件表面，硅晶片表面、磁盘等信息基体和其他高精密设备的零部件表面质量提出了很高的要求，使相关表面加工质量的保证面临重大挑战。加工表面在线测量，能保持测量前后加工环境和状态的一致性，从而提供可靠的工艺调整和质量控制依据，对精密加工表面质量保证具有重要意义。然而由于在线振动环境的限制，现有表面测量方法难以实现表面形状在线精密测量。本项目提出并研究了同步相移剪切干涉表面在线精密测量的理论和方法，以解决高精密加工表面形状在线测量问题。建立了简单、紧密、完全共光路、方便调整的剪切单元，以保证测量系统结构上的可靠性和稳定性；研究了同步相移技术及其与剪切干涉的自参考特性结合，以保证测量系统极佳的抗在线振动能力；研究了干涉相位恢复技术和基于B-样条最小二乘拟合的波前重建技术，来解决快速准确的干涉相位恢复和被测表面重建问题。在此基础上，建立了同步相移剪切干涉在线表面精密测量实验系统，并进行了性能分析和测试实验验证，获得了良好的结果。