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干涉测量技术具有非接触、高精度、高空间分辨率等优点，在光学测试、微电子制造、精密机械加工等领域得到了广泛的应用。作为干涉测量技术的一个重要分支，横向剪切干涉测量技术将被测波前与其横向剪切复制的波前进行干涉，无需标准参考面且结构简单、紧凑、稳定，是最为有效的波面检测手段之一。为了进一步提高灵敏度和测量精度并实现干涉图的自动化处理，横向剪切干涉测量技术与移相技术相结合而发展为移相横向剪切干涉测量技术。现有移相横向剪切干涉技术主要采用时域移相技术，移相量难以准确控制，移相过程易受环境因素干扰，难以实现波面的实时检测。为克服现有时域移相横向剪切干涉技术的不足，本论文提出了同步移相横向剪切干涉测量技术。本论文的主要研究内容包括：
1.介绍了用于波面检测的哈特曼传感器和剪切干涉仪，给出了时域移相的原理与方法，综述了现有的移相剪切干涉测量技术。详细介绍了偏振光理论基础，阐述了偏振光干涉的基本原理，分析了现有的偏振移相技术。
2.研究了剪切量可调的横向剪切干涉测量技术。理论分析了厚波片进行平行偏振分束时其出射光的分束量、光程差与入射角之间的变化特性，提出了厚波片两次分束进行光程差补偿的剪切量可调等光程平行偏振分束方法，给出了两块厚波片透射式两次分束、单块厚波片反射式两次分束的两种光路结构。研究了厚波片单次分束的非等光程剪切量可调横向剪切干涉测量技术和厚波片两次分束的等光程剪切量可调横向剪切干涉测量技术，通过实验研究获得了剪切量随厚波片转动角度变化的系列横向剪切干涉图，验证了剪切量可调的平行偏振分束方法与横向剪切干涉测量技术的有效性。
3.研究了平行分束同步移相技术。提出了平行消偏振分束、平行偏振分束相结合的平行分束同步移相技术，设计了萨瓦偏光镜平行偏振分束的同步移相器、立方棱镜与直角棱镜组合的平行分束同步移相器，它们集成了分光光路、移相光路和检偏光路，具有空间一致性高、移相量精确稳定、结构简单紧凑等特点。对平行分束同步移相器中的非等步长移相问题进行了探讨，给出了非等步长移相算法。将平行分束同步移相器与偏振菲索干涉光路相结合形成了同步移相菲索干涉仪，开展了同步移相菲索干涉测量实验研究，实验结果验证了平行分束同步移相技术的有效性。
4.研究了同步移相横向剪切干涉测量技术。将偏振横向剪切干涉技术与平行分束同步移相技术相结合，提出了同步移相横向剪切干涉测量技术。利用波面曲率半径逐渐变化的激光对该技术进行了实验研究，实验结果表明该技术可以用于波面的实时测量。针对移相横向剪切干涉图的相位解包裹、波面重建等后期信息处理需求，初步研究了移相横向剪切干涉图的相位解包裹算法和波面重建算法，对其进行了相应的计算机模拟并给出了有效的模拟结果。