为了满足大型光学镜面加工对在位检测的需求，探索了一种应用相位恢复技术的新型镜面测量方法．构建了基于离焦光场的相位恢复测量系统并实现了与此系统相适应的相位恢复算法，此测量系统结构简单且不易受环境振动影响．在此系统基础上，详细分析了各种误差因素以及系统测量；隹确度和测量范围，并针对在位检测的特点和要求，研究了此方法在应用中的可靠性．对一面口径430mm的球面反射镜进行了分平台在位测量实验．实验中分析了不同测量参量对测量结果的影响．相位恢复测量与干涉测量结果对比较为吻合．理论分析和实验都表明该方法切实可行，检测准确度满足光学镜面研抛加工要求。

相位图像去包裹运算是三维形貌测量的重要环节，用于获得真实的相位分布。该文提出了基于测地学腐蚀的去包裹算法，首先根据包裹相位图像选取mask与marker图像，并在mask图像的限制下对marker图像进行测地学腐蚀运算，然后对腐蚀后图像的补集采取相同的腐蚀运算，以消除包裹相位图的阴影、断点等噪声，最后利用五帧去包裹算法对腐蚀预处理后的相位图进行相位恢复。实验表明，该方法有效地消除了相位图像中的断点、空洞和阴影等干扰因素，为实现高精度的表面形貌测量奠定了基础。