Meu artigo "New Tricks in XMLHttpRequest2" tem muitos exemplos, mas o que não tem é um código de servidor para ilustrar como lidar com arquivos. Se você quer saber como processar um upload de arquivo usando xhr.send(FormData), aqui está um exemplo rápido de upload de uma imagem em PHP.
Esse servidor é comum, mas demonstra duas coisas. O primeiro é enviar um arquivo e um payload extra ao mesmo tempo. O segundo é como obter o arquivo (e outros dados) em PHP. Por fim, a imagem é codificada em um URL data: e incluída em uma resposta JSON enviada de volta ao cliente.