裂纹广泛地存在于飞机、船舶、高压容器等设备的金属构件中,并且裂纹的微观尺寸形态占据整个生命周期的绝大多数时间,因此对微观裂纹的检测具有重要意义。本文基于低相干原理设计了一套高精度金属裂纹检测系统,具有测量精度高、成像速度快和非接触、无损伤等优势,系统分为金属裂纹表面扫描部分、裂纹检测信息的接收转换部分和软件去噪解调部分。本文对系统设计如下:(1)由于扫描振镜的微弧形扫描采样,使获取的解调信号本身带有一定的误差,不仅影响系统的检测精度,而且当裂纹损伤较小时,会将真实损伤信号淹没,大大降低了系统性能。本文提出了弧形补偿的信号获取法,将振镜扫描引入的误差优化到只有几个微米大小,成功提高了一个数量级;(2)金属表面的微观裂纹极其微小,因此需要检测系统具备非常高的检测灵敏度。本文通过对干涉信号的相位提取法进行解调优化设计,并采用峰值解调法进行光程差的获取,不仅提高了系统的测量精度,而且提高了系统的测量稳定性;(3)由于金属表面存在一定的粗糙度,会影响裂纹检测的识别度,本文通过对光学透镜的软件仿真选择透镜参数,并在图像重构算法中引入阈值参量,成功实现了对不同种类的金属微观裂纹的三维重构成像。通过上述改进设计,采用频域信号分析法对疲劳裂纹进行检测,成功得到了微观裂纹的三维重构成像。最后得到的裂纹表面尺寸重构分辨率小于20μm,对裂纹损伤的垂直检测精度高达5微米。