微光学是研究特征尺度为微米级的光学元件和基于微光学元件的集成光学系统的现代光学分支。微光学特别是二元光学的发展和创新，使传统的大尺寸光学元件转为微型化、集成化，结合微加工工艺实现大规模制造。微光学元件以其效率高、体积小、重量轻、易于复制等优点，在众多工程领域中有着广泛的应用前景。如何利用微光学元件的特点和优势，结合各种光学测量原理，设计出新型测量设备，是微光学研究的重要内容。本论文旨在研究微光学元件在光学测量领域的新型应用。论文主要内容如下：　　 1.提出了利用二维Dammann光栅结合柱面镜的光栅投影系统，并结合傅立叶变换轮廓术(FTP)，搭建了基于Dammann光栅结合柱面镜投影的FTP三维测量装置，完成了该测量装置的硬件系统和软件系统设计，并获得良好的实验结果。Dammann光栅结合柱面镜的光栅投影系统相对于其它投影系统，具有亮度高、体积小、结构简单、成本低等特点，适于构建测量精度要求不高、低成本的光学三维测量方案。　　 2.研究三维内窥测量机制，首次提出了两种基于FTP原理和振幅型光栅投影的三维内窥测量方案，其分别为光纤导像束方案和前置投影电子内窥方案。完成了基于前置投影的电子内窥三维测量装置的硬件系统和软件系统设计，搭建了原型测量装置，并分别对简单模型和真实人体表面进行了测量实验，获得良好的实验结果。该装置为临床医疗和生物医学研究提供新的研究工具。　　 3.研究二次谐波频率分辨光学门(SHG-FROG)原理，设计了集成的小型化FROG测量系统，并设计了自动化的中心控制测量软件系统，极大了优化了测量过程。完成了FROG测量专用光谱仪的设计，编写了相关测量程序，进行了初步实验，为设计出更加集成、便携的FROG测量装置奠定了基础。