采用有限元方法分析了单棱镜在重力作用下三个典型位置的表面变形，对棱镜表面φ425nm通光孔径轴向变形量进行Zernike多项式拟合，画出了相应的波差图，并确定设计方案．进一步选择φ360mm口径光束对双棱镜在几种典型相对位置下进行光线采样、追迹，计算得到不同情况下由于双棱镜自重变形引起的总波差．

针对常规像移式干涉仪无法用于大口径、长光路光学系统波像差检测的工程问题,设计了共光路径向剪切干涉仪以消除采用标准波面所引入的系统误差。设计中采用由三角棱镜与斜方棱镜组合而成的胶合棱镜组作为波面剪切器件,将待测波面与其复制波面产生干涉,并通过一组有不同相对孔径的透镜切换装置来控制干涉仪剪切比。与4D动态干涉仪在不同条件下的比对试验数据表明,设计的剪切干涉仪的测试重复精度约为λ/80,实际测试精度RMS优于λ/20（λ=630nm）。这种设计极大地缩小了仪器外形尺寸与重量,提高了超长光路干涉检测的效率。

基于经典泰曼-格林干涉理论提出了一种改进的干涉仪光路设计方案。与经典干涉理论对比，该方案具有共光路、结构紧凑、对环境因素不敏感、系统使用效率高等特点。通过对光学系统及标准平面的优化设计，其理论精度极值（PV）〈1／12λ（λ=632．8nm）。对具体的光学系统、微调机构组件进行了三维设计，对干涉仪进行了实际装配调整，并与Moiler像移式干涉仪做了比对测试实验，结果表明，该小型干涉仪的实际测量精度PV值〈1／10λ。

详细讨论了光栅同心光谱仪的波像差表达式.当入射光束与出射光束平行时,单色同心光学系统空间任一点成几何理想像.揭示了光栅同心光谱仪满足远心条件时,光瞳像差仅有三级球差和场曲及高级剩余像差,系统需要校正场曲和球差.光栅必须放在前后光学部分的焦平面上,满足远心条件.最佳光栅刻线是等间隔平行线.介绍了两种典型同心光学系统的结构和特性.

介绍了一种新型凸面光栅结构成像光谱仪的设计方法。指出在这种系统中存在一个消除了3次和5次像差的环视场。采用低空间频率的凸面光栅（177线/毫米）,它仍是一个具有高光谱分辨率（2.1nm）的系统。提出了一种新的设计方法,运用一个简单的方程可以设计出系统中具有最小畸变的环视场;一个非光学专业的设计者可以达到理想的设计目的。这种成像光谱仪结构非常简单,很容易实现小型化和轻型化。实验的结果与理论分析相一致。

极紫外光刻技术作为下一代光刻技术的最佳候选技术,为了得到衍射极限的分辨率,光学系统的RMS波像差应小于其工作波长的1/14,约为1 nm,这对检测技术提出了前所未有的要求。本文以应用于极紫外光刻光学系统波像差检测中的移相式点衍射干涉仪为基础,对干涉仪中几个关键技术进行了讨论,并给出了相应的解决方法。

非球面元件光学干涉检测中，获得客观、准确的面形信息是实现元件快速、确定性制造的关键因素之一。为了实现大口径光学离轴非球面反射镜的高精度检测，对其干涉检测结果中的误差信息表现形式进行了分析研究，提出了一种基于将离轴非球面反射镜检测工装视为具有5维自由度空间刚体设想的误差分离矩阵，并从波像差理论出发，寻求出调整误差作用分量的分立表现形式及影响参数，建立了计算机辅助检测大口径光学离轴非球面反射镜的基本模型。仿真分析结果证实了这种方法的可行性。