为了提高拼接子镜系统的装调精确度，研究了拼接子镜系统的计算机辅助装调技术，分析了拼接子镜系统的计算机辅助装调模型，采用反向优化法编写程序求解系统失调量．以37项泽尼克系数作为评价函数．当粗调误差在0．7°以内时，完全可以精确求解失调量．结果表明，求解结果准确度高，符合实际装调要求．

五棱镜使光束转向时,它的工作状态的改变会给测量带来一定的误差,分析了五棱镜由于机械运动引起的在三维方向有微偏角时使光束转向改变波前的复杂情况,计算机模拟实验证明了由机械运动引起的波前改变量是可分离的,以便减小五棱镜的运动误差对测量的影响,使五棱镜光束转向系统在测量中发挥最佳效能.

从光学平行差入手,导出了有角度制造误差的五角棱镜的像方坐标系和作用矩阵,分析了角度制造误差引起的扫描激光束转向的波前误差,提出了调整五角棱镜的依据,有利于减小角度制造误差对大口径透镜望远镜波前测量的影响.

在大型望远系统的波前检测中,固定着五角棱镜的运动平台沿并非严格平面的导轨平台移动时,五角棱镜会发生微偏转产生扫描激光束转向的波前误差.用渥拉斯顿棱镜型双频激光干涉仪实时测量五角棱镜的运动误差,计算扫描激光束入射望远系统子孔径时的波前误差,修正此波前误差得到子孔径范围内望远系统自身的波前.

为了正确的评价微光学透镜的质量,在哈特曼波前传感器测量原理的基础上,提出了基于Gram-Schmidt正交化方法,搭建了哈特曼传感器测量微透镜实验装置,进行了微透镜的实际测量,对获得参考透镜和被测透镜的波面数据进行了处理分析.实验结果表明：利用对Zernike多项式重构波前信息,得到了被测微透镜的波前及像差参数.

拼接镜面合成孔径光学系统的出瞳波前是离散的，需要同时引入波象差和衍射光学理论来拟合最佳高斯参考球面，计算出瞳波前和波象差，并通过对像面的衍射积分，评估系统像质。对比了两种像质评估的方法：其一是直接利用干涉仪实测获得的整体出瞳波面参数拟合Zernike多项式衍射直接积分法计算像面复振幅分布，其二是对子出瞳波面衍射直接积分在像面的复振幅进行叠加。设计并制造了一个三子镜合成的成像光学系统，在此基础上用ZYGO GPIXP干涉仪对两种方法计算的像质进行了验证和对比。结果表明，子出瞳波面直接衍射积分叠加法的精度更高，但计算量大；在衍射极限附近，前者的拟合精度也能满足像质的定性评估要求，且计算量较小。

为了制作平面变线密度光栅，满足线密度变化的要求，采用两个点光源和辅助透镜对基底曝光。编写了第一代和第二代光路的计算程序，计算出拍摄光路的几何位置参量，依据实际情况选择光路。提出了在线检测波前的方法，将辅助的标准光栅放在基底的位置上，入射光被标准光栅衍射，衍射光在光栅表面的干涉条纹反映了入射光的波前分布。采用数码相机和辅助镜拍摄干涉条纹，编写条纹分析程序，根据条纹调节元件的位置，直到入射波前满足要求后，对涂有光刻胶的基底曝光，制作出了原型的变线密度光栅。波前检测方法也可以用于其他全息光栅的制作中。