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白光扫描干涉测量是一种光学干涉测量方法。白光扫描干涉测量使用宽带光源照明，当物光与参考光之间的光程差小于光源的相干长度时发生干涉。相机接收到的每个像素点白光干涉信号随扫描位置变化可以表示为包络调制的余弦函数形式，其对比度不恒定。当物光和参考光之间的光程差为零时，干涉信号出现最大值，此时称为零光程差位置。由微位移器件移动物体，物体表面不同高度的点反射的物光在不同时刻与参考光达到零光程差位置，通过计算每个像素点的零光程差位置即可计算出测量物体的三维形貌。目前常用的三维形貌测量技术中，原子力显微镜是一种常用的测量技术，它使用探针扫描的方式，具有测量精度高等优点，但是扫描速度受限，并且横向测量范围和纵向测量范围均有一定的限制。相比于探针型测量方式，光学干涉测量的方法对测量物体具有全场、非接触、无损伤、高精度等优点。在光学干涉测量中，单波长相移干涉术由于存在相位模糊问题，无法测量高度跳变超过二分之一测量波长的物体，因此单波长相移干涉术多用于表面较平滑物体的测量。双波长干涉测量通过两个波长的合成波长扩大了单波长干涉的测量量程，但是扩大的量程有限。白光扫描干涉由于其独特的零光程差特性，垂直测量范围理论上仅受显微物镜工作距离和扫描器行程的限制，其在具有大跳变台阶结构物体三维形貌检测、物体表面粗糙度测量上具有很大的优势。 目前，对白光扫描干涉测量技术的研究主要集中在提高方法的计算精度，扩大方法的应用范围，以及实现表面形貌复杂的物体测量等方面。本论文围绕上述方面展开工作，提出了一种基于广义相关时延估计的白光扫描干涉测量方法，该方法具有计算精度高，抗噪声性能强，无需标定光源的中心波长，对白光干涉信号的包络形状无要求等优点。研究了一种使用单波长相移干涉标定压电陶瓷扫描步进的Linnik型（具有两个相同规格显微物镜）白光扫描干涉测量光路，实现了具有复杂形貌物体的高度测量。论文的主要创新点包括: 1、提出了一种基于广义相关时延估计原理的白光扫描干涉三维形貌重构方法，这种方法将白光扫描干涉中的零光程差位置提取过程转换为广义相关时延估计方法求取不同像素间的干涉信号相对位移问题。文中对该方法进行了详细的理论推导，通过数值模拟和实验证实了该方法具有计算精度高，抗噪声性能强，无需标定光源的中心波长，对白光干涉信号的包络形状无要求等优点。 2、研究了一种使用单波长相移干涉的方法来标定压电陶瓷微位移平台扫描步进的Linnik型白光扫描干涉测量光路系统，通过实验验证了光路系统的可靠性。 3、改进了本文提出的广义相关时延估计方法，将该方法应用于表面镀膜器件的三维形貌测量，通过一次采集图像即可得到表面镀膜器件的薄膜厚度以及器件的基底三维形貌，从而扩大了白光扫描干涉测量的应用范围。