人为改变干涉图的相位可控量，将参考表面由相位处连续移动相位得到以下四组公式：

    由以上四式可得：

      则    从而得出被测表面相对于参考表面的表面高度。

    然而，传统相移干涉仪使用PZT(压电陶瓷)在时间顺序上改变，这种时间域的相移干涉仪存在一个不可忽视的问题：完成计算所需的每一幅光强图在不同时间获得。通常CCD帧频为30帧/s，而为计算一般需要5到13帧干涉图，则总测量时间约为200至400ms。这就引入了一系列的误差。如在相移测量过程中由环境引起的光路中的任何变化（振动，空气扰动等）都会引起测量误差。

    为解决这一问题需要在同一时间获得完成计算所需的所有相位图，这正是4D动态干涉仪所采用的技术方案（4D通过CCD的单次曝光而获得计算所需的所有相位图）。

•   4D动态干涉仪原理

4D动态干涉仪采用偏振光干涉原理，将传统相移干涉仪的时间域相移转换为空间域相移，并采用其独创的相位相关的CCD技术，使得一个CCD帧频内就可实现全分辨的测量。其原理图如下图所示：

光源发出的激光经过PBS后分成偏振态不同的两束光, 其中S偏振光射向样品表面, P偏振光射向参考镜. 样品光和参考光被各自表面反射重新相会后, 由于偏振方向不同并不能发生干涉. 这样合在一起的光经过光学系统成像, 透过一块掩模板（见下图）进入CCD.

•   4D 动态干涉仪的优点及其应用：

1.适合于恶劣环境下的测量

•   快速测量 – 测量速度只受曝光时间限制，而不受CCD帧频限制!

•   对振动不敏感

•   减少了气流的影响－可以使用风扇均化光路气流

2.适合于挑战性的测试设置

•   大尺寸光学元件与系统  

•   长光程测量－不需防振台，对光强要求降低

•   真空与环境仓内的测试

3.适合于高难度测试

•   运动和共振检测

•   ESPI 电子散斑

•   生产环境下检测

•   超快过程的检测