惯性约束聚变（Inertial Confinement Fusion,ICF）是一种通过采用高功率激光或离子束辐照氘氚燃料靶丸,在惯性约束情况下达到点火条件,得到大量聚变能的方法。目前中美等国都在从原理性研究向工程化推进,其中每一个细节均需要精雕细琢。靶丸作为关键性部件,表面存在任何凸起、灰尘等孤立缺陷,均可能导致聚变时产生非对称内爆甚至壳体破裂,造成巨大的损失。为实现靶丸全表面缺陷高精度、高效率、非接触的检测,项目采用光学显微干涉技术与3D全球拼接技术相结合,完成了全自动靶丸表面缺陷测量系统,直径1-2mm靶丸全表面缺陷的测量速度达到了1.5h-3h的水平。针对显微成像系统孔径与景深限制,以及全球3D拼接中面内误差修正与面外误差修正的双重要求,本文深入研究了球体子孔径校准与拼接技术。采用理论分析和软件仿真相结合的方式确定了显微成像系统的景深,提出了靶丸半径标定方法以及根据靶丸半径等参数自动排布球体子孔径位置的方法。研究了球面到平面的映射关系校准方法,解决了子孔径各像素点横向分辨率非线性误差问题。研究了球体子孔径拼接方法,根据像面坐标到三维空间坐标之间的转换公式及矩阵旋转变换公式,实现了半球子孔径的球面映射。研究了南北半球的校准方法,解决了南北半球翻转造成的空间错位,进而得到球体全表面的形貌缺陷。最后,搭建了靶丸全表面缺陷检测实验系统,对碳氢辉光放电聚合物（Glow Discharge Polymer,GDP）微球样品进行了测量,根据提出的子孔径校准与拼接技术得到球体全表面的缺陷分布情况,并对缺陷数量及大小进行了统计。证明了本文所研究的球体子孔径拼接与校准技术的可行性与有效性,为高性能靶丸的制备奠定了坚实的基础。