移相干涉显微系统在表面形貌测量领域具有诸多突出的优点，如系统结构简单，抗环境干扰能力强，可实现三维非接触定量测量，分辨率高等。因而被广泛应用在各大领域微细加工表面形貌的测量。以往在移相干涉测量中，常用激光器作为照明光源，因为激光的方向性好，相干长度长，使系统具有较高的分辨率和较大的测量范围。但正因为激光过强的相干性，被各光学元件中的缺陷，杂质，甚至空气中的尘埃散射的杂散光仍具有一定的相干性，在接收屏上会发生干涉，形成相干噪声或散斑噪声，这些噪声很难用算法去除，严重影响了系统的测量精度。本论文基于弱相干光源（LED）照明，搭建起了微分移相干涉显微测量系统。LED发射的光束经准直和滤波，相干性得到一定改善，由此获得的部分相干光不仅可以满足干涉测量的条件，而且被散射的杂散光不会产生干涉，很好地抑制了相干噪声及散斑噪声，提高了系统的测量精度。本系统对多种样品进行测量，验证了改良方案的可行性。首先对已知平整度的蓝宝石基片进行测量，测量值与实际值符合的很好，表明系统具有很高的分辨率；其次对硬盘表面上规则排布着棒状结构的区域进行测量，结果显示，系统具有很强的表面形貌重构能力，对硬盘其他平滑区域进行测量，结果表明被测区域的粗糙度为2nm左右，这说明本系统可以实现对纳米量级高平滑表面的测量；最后对铝质金属板表面进行测量，得到其表面起伏度为亚微米量级，理论上本系统可测量的最大起伏度为微米量级，所以，此系统适用于微纳表面形貌的测量。为了验证系统的可靠性，考察了系统的重复测量精度，结果显示系统的重复测量精度为亚纳米量级。