随着表面加工技术和三维形貌检测技术的不断发展，对表面加工精度和形貌检测精度要求越来越高，而传统的检测技术已经不能满足这样的需求，基于光学干涉原理的检测具有无损伤、精度高的优点，具有巨大的发展前景和市场前景，目前大多还处于实验室研究阶段，市场化很少且价格昂贵，因此对高测量精度、稳定可靠、操作简单、易于市场化的光学三维形貌检测系统的研究具有极其重要的意义。本论文基于微分移相干涉检测基本原理、横向剪切原理及技术方法，搭建了不需要隔震台、测量方便、高检测效率、高测量精度的微观表面三维形貌检测系统，该系统能够工作在普通的环境而不需隔震台。通过Labview软件编程实现了检偏器部分和CCD采集图像部分的自动控制，利用可编程逻辑控制器控制二维平移台实现了系统自动化、大范围的测量功能。可以实现稳定可靠、大范围的精确检测，且具有操作简单、测量精度高的优点。本系统通过在无隔震台和有隔震台两种装置条件下，对标准样品包括IC晶圆片、光学器件和电脑硬盘片分别进行表面形貌检测，得到两种条件下的表面形貌粗糙度，通过计算粗糙度重复测量精度，对比两种条件下的检测精度和检测效果：有隔震台条件下，检测精度高，但是操作复杂、检测效率低、测量范围小；无隔震台条件下，检测精度稍低，但是具有操作简单、检测效率高、测量范围大的优点，可以满足大多数的微观表面检测要求。本系统通过在无隔震台条件下的大量测量实验，重点分析了系统的垂轴分辨率、轴向分辨率、粗糙度重复测量精度和纵向高度重复测量精度四项性能参数以及由于离焦检测对系统的影响，通过对光路结构的改善和优化，实现了粗糙度重复测量精度0.116nm，纵向高度重复测量精度1.4nm的高测量精度。