随着IC、MEMS、显示面板、微光学等先进制造技术的发展,微观功能结构性表面面临着快速高精度测量需求。基于显微干涉表面测量基本原理,波长扫描干涉仪通过获取不同波长的干涉图像来重建被测表面,无需机械扫描,因而具有良好测量精度和测量速度,能够满足工业现场快速测量的需求。本文对波长扫描干涉微纳表面结构测量技术展开研究,设计并搭建了测量实验系统。论文主要工作及成果如下:设计并建立了一套波长扫描干涉微纳表面三维测量装置。该装置以Mirau干涉物镜为基础,采用声光可调谐滤波器结合高亮卤素光纤光源,配合高帧率CCD相机,实现电子驱动下的快速波长扫描干涉测量。针对波长扫描干涉信号存在相应波长的光强非线性以及噪声的问题,提出并研究了光强非线性校正与奇异值分解降噪的波长扫描干涉信号处理算法,实验验证了算法对于提高被测表面恢复质量的有效性。在仿真分析发现波峰计数表面恢复算法频率计算误差较大,影响干涉仪测量精度,而傅里叶变换相位斜率法易受到频谱泄露影响的问题的基础上,本文提出并研究了加窗加权插值DFT表面恢复算法,相比于傅里叶变换相位斜率法,能够很好抑制频谱泄露的干扰,在采样范围内信号周期数较少时仍能有较高的恢复精度。这一特性能够有效减少波长扫描干涉仪的采样点数,进一步加快测量速度。仿真与实验结果均验证了所提出算法的可行性。开发了基于Qt与Open Cv的测量软件系统,能够完成从测量参数设置、干涉图像采集、三维形貌恢复与显示的完整测量流程。最后通过实验测试,获得了良好的测量结果。