为得到被测表面的微观信息,根据垂直扫描白光干涉的特点,以阶高92μm的微流道为测量对象,测出理论上处在不同高度的3个点的干涉数据,使用改进质心算法、相移干涉法、白光干涉法、白光干涉相移法、包络线拟合法等算法从采集到三组干涉数据中提取出每两点之间的相对高度,并对各种算法提取出的相对高度进行比较和分析。结果证明,相对高度为0的情况下,除包络线拟合法误差较大外,其余各种算法的计算结果都比较理想;相对高度为阶高92μm时,白光干涉相移法计算精度最高,实用性较强。

详细阐述了白光干涉仪的设计过程，该设计主要包括驱动电路、光电I-V转换以厦电压放大3个模块。根据白光干涉的要求，其发射-接收机采用直流驱动，探测器高频响应的工作方式。但光源驱动电路的稳定性和光电探测器与放大器的连接对设计结果都会有影响。测试结果表明：选择LM317作稳压器，PIN光电二极管作探测器，采用I-V光电转换连接光电探测器与放大器的方式，可以满足设计要求。该干涉仪稳定性好，噪声低，可以很好地应用于白光干涉测量。

在强调表面三维形貌测量重要性的基础上，介绍了利用扫描白光干涉法测量表面三维微观形貌的原理及三维轮廓仪测量系统的构成。通过给出的几个测量实例，反映了该三维轮廓仪 的主要特点，适合于大范围、高精度、阶梯面的测量。 最后分析了影响其测量精度的主 要因素。

提出了利用光学干涉原理在光纤传感器端面上直接测量生物免疫反应的方法,能够测试到纳米级厚度生物膜层的亚纳米级厚度增加量.将生物膜(如抗原)固定在光纤探针端面上,入射光在光纤-生物层、以及生物层-空气的界面处两次反射,由于两束反射光之间存在光程差,所以产生干涉现象,通过分析干涉谱线可以测量出抗原层的厚度.当抗原和抗体发生免疫反应后,生物膜层的厚度产生变化,干涉谱线产生移动,通过检测干涉谱线的移动来判断样本溶液中是否存在待测抗体.能够测试出亚纳米级生物膜厚度的增加量.给出了测试曲线.该方法测试精度高,结果可靠,测试系统简单,具有较强的实用性,并能够进行实时测量.

用白光干涉和Ｍｃｈｅｌｓｏｎ干涉仪技术测量光纤Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ干涉仪和Ｍａｃｈ＝Ｚｅｈｎｄｅｒ干涉仪的臂差，这种方法能在线测量任意长度的光纤干涉仪臂差，包括零臂差，测量的精度由光源相干长度确定，为微米数量级。

针对小推力压电陶瓷的特性，提出了一种闭环微纳定位扫描系统设计。该系统以单片机80C196KC为核心，使用12位A／D转换器MAX120和12位D／A转换器DA7521做D／A转换，模拟驱动部分采用前置低压误差运放和后置高压精密运放组成双级放大模块；控制部分采用Fuzzy-PID复合控制算法进行非线性处理，很好地改善了压电陶瓷的迟滞、蠕变、非线性等不足，且提高了控制系统的精度。将本系统应用于白光相移干涉检测，实验结果表明：闭环电压控制的最大误差为18mV，置位重复精度为6nm，系统相对误差为0．15％；在位移量为10μm的时间一位移阶跃响应曲线中阶越响应时间约为20ms，且在电压为80V的蠕动曲线中，3min内的蠕变为3．6％，3min以后变化开始缓慢。

研制了基于同一显微镜基体实现原子力探针扫描测量与非接触光学测量两种功能的复合型超精密表面形貌测量仪。分析了基于白光显微干涉原子力探针的测量方法、探针微悬臂变形量与白光干涉条纹移动量的关系以及探针微悬臂测量非线性误差的修正方法,和通过融合垂直扫描系统的位移量和悬臂梁变形量得到了原子力探针的工作方式。研制了三维精密位移系统和基于白光显微干涉的原子力探针测头。采用原子力探针扫描测量对NT-MDT公司生产的扫描探针校准光栅TGZ2_PTB进行了重复性实验,实验显示标准差为0.96nm,相对重复性误差为3.08%。给出了原子力探针扫描测量、相移干涉测量及白光干涉垂直扫描测量的测量实例。实验结果表明,所研制的超精密表面形貌测量仪可用于超精密加工工程表面、光学表面以及微纳几何结构的测量。

介绍了一种白光干涉型Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ位移传感器，Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ干涉仪的一臂由光纤Ｆ－Ｐ腔构成，作为传感头，另一臂由电磁位移器带动的反射镜构成，提供相位补偿。理论分析和实验结果表明，在１５０μｍ的动态范围内，该传感器的位移测量重复性达到０．５μｍ，测量不确定度为．５μｍ。本文还提供了进一步提高测量精度和响应速度的方法。

介绍了一种新型的光纤温度传感器,它基于Fabry-Perot白光干涉原理,可对温度进行绝对测量.它除了具有普通光纤温度传感器的优点以外,还具有稳定性高、抗干扰能力强的特点,并可实现商品化、实用化.

白光扫描干涉测量是光学测量中一种非常重要的方法。在干涉仪的结构中，光源的光谱宽度及扫描步长一定时，选择合适的算法对干涉信号进行处理能够达到更高的测量精度。对重心法、移相法、包络曲线拟合法、空间频域算法分别加以介绍和比较，为白光干涉信号的算法提供详尽的参考。