针对干涉测量实验中采集到的带有分割遮拦的环形干涉图,采用Zernike环多项式作为基底函数系对波面数据进行拟合,并对拟合结果进行了理论分析和实验验证。首先,利用相关矩阵,在理论上分析了Zernike环多项式在带有分割遮拦的单位环形区域内的交叉耦合现象。其次,分别采用Zernike圆多项式和Zernike环多项式对实验得到的中心遮拦比ε≈0.504,且带有分割遮拦的环形干涉图进行波面拟合,从拟合残余误差、各项Zernike系数的稳定性、传递矩阵的条件数三个方面,对比分析了两种多项式的拟合精度、可靠性以及抗扰动能力。实验结果表明,对于带有分割遮拦环形波面的拟合,当环形区域中分割遮拦较小时,Zernike环多项式具有较高的拟合精度、可靠性和抗扰动能力,可以达到很好的拟合效果。

应用相移干涉及Zernike多项式波面拟合技术实现对空间小角度的高精度测量，测量精度可达0．013″。与采用自准直仪、激光干涉小角度测量仪的测量方法相比较，测量精度有较大幅度的提高。与测长设备－光栅尺结合使用，可同时高精度测量导轨俯仰和偏摆两方向上的直线度。

介绍了一种干涉波面的Zernike多项式拟合方法，该方法从构造的正规方程入手并对其进行逐步回归分析，从众多的Zernike多项式模式中选取影响显著的模式。采用仿真波前对本文提出的波面拟合方法进行了验证，结果表明该方法可以得到干涉波面的最优模式组合，有效提高波面拟合的精度，拟合的PV和RMS相对误差仅为1．11％和0．07％。

三平板剪切干涉仪是环路剪仪中最简单的一种，它具有基本等光程、剪切量连续可调、两出身光束恒相互平等等特点。利用三平板剪切干涉仪对激光器出射波面质量进行检测，探讨了由剪切干涉图复原原始波面的1阶微分法，编制了专家辅助软件系统，为光机型的三科板剪切干涉仪配置了实时图像采集、处理系统、实现了光、机、电、算相结合，融硬、软件于一体的数字波面剪切干涉仪，并通过实验验证了方法的重复性精度。