本文围绕基于干涉图的光学元件检测问题展开,了解了现代光学元件的检测技术,总结了常用的测量方法,可分为探针式测量和光学测量两类,光学测量法包括载波法和相移法。本文以相移干涉理论为基础,分析了移相干涉技术的测量原理,介绍了偏振法、光栅法、压电陶瓷法等常用移相装置的原理,论述了系统的结构设计,包括干涉仪、移相系统、图像采集系统和数据处理及控制系统,概括性介绍了各部分的检测流程。搭建以DSP开发板为核心的图像采集系统,编写图像采集程序,采集了相移量分别在0,±π/2,±π时的五幅干涉图。以人工模板提取干涉图有效区域,对干涉图进行均值滤波、中值滤波和旋滤波等去噪预处理,保证相位场的连续性。分析了不同相移算法的设计方案和原理,研究了三步、四步和五步定步长相移算法对系统误差的敏感性,证明五步法对相移误差和探测器二次非线性误差不敏感。深入研究了相位解包裹的数学模型,阐明了枝切法、质量导向图法和最小二乘法的解包原理,提出了一种基于边缘提取的解包新算法,并进行了实验研究。本论文的研究成果对移相数字波面干涉仪的研制有积极的推进作用。