研究了轴向梯度折射率透镜的设计方法,总结了轴向梯度折射率镜头的像差理论,简述它在光学设计软件中的使用。最后把轴向梯度折射率材料用于激光束的聚焦设计。对扩束后12mm,波长1.06μm的激光束,分别设计了单片的普通球面透镜、单片非球面透镜和单片轴向梯度折射率透镜对其进行聚焦。从设计结果来看,轴向梯度折射率透镜像差接近衍射极限,明显好于其他两种透镜。在理想焦点上,三种透镜聚焦的RMS分别为191.75μm,17.69μm和2.42μm。

最近研制与改进的几台CQG-Ⅱ车间数字干涉仪除应用于平面及球面的面形测量、获得面形误差PV、RMS或N、△N外，还可以广泛地应用于下列几种特殊的应用：（1）微型光学件的检测；借助α60mm-α15mm放大系统可能测量α1mm平面；（2）光学平行平面的透过波面畸变检测；（3）棱镜角度及面形检测；（4）非球面检测；低陡度非球面、二次曲面及非球面准直系统；（5）衍射光检测；（6）镜头的调制传递函数（MTF）的检测；（7）金属表面（模具）或镀反射膜光学件的检测，仪器的口径为60mm，平面精度为λ/20，球面精度为λ/10，λ=632.8nm。对以上的应用均列举了生产实际应用或科研应用的实例。

为了提高变焦系统的性能,使其拥有良好的像质,简化系统结构,方便机械加工、装调,在小变倍比变焦距光学系统设计过程中引入了非球面设计。利用光学设计软件ZEMAX对系统在长、中、短3个焦距位置进行优化设计,由此得到了一焦距15.6196～23.4084mm,视场±10.29°～±7°的变焦系统,系统由4组6片透镜组成,其中包括1个非球面。该系统具有结构简单紧凑、成像质量较好等特点。

介绍了子孔径拼接干涉检测非球面的理论和方法，分析了其基本原理，基于齐次坐标变换、最小二乘法和Zernike多项式拟合建立了一种合理的拼接算法和数学模型。对-抛物面镜进行了五个子孔径的计算机模拟拼接实验，拼接前后全孔径面形误差分布是一致的，其PV值和RMS值的偏差分别为-0．0092λ和0．0013λ；全口径相位分布的PV值和RMS值的相对误差分别为0．39％和0．44％。实验结果表明，利用于孔径拼接技术不需要零位补偿就能实现对较大口径非球面的测量。

介绍了一种新颖的非球面轮廓仪的测量原理和测量试验，它通过测量非球面与某一参考球面之间的偏离量来唯一确定非球面的面形误差，通过调整测量臂长以及回转轴线与光轴之间的夹角实现对不同非球面的测量。系统主要由高精度两维转台，高刚度测量臂，四自由度微调系统和高精度扫描测量传感器组成，并分别在VC＋＋6．0与MATLAB平台上开发了测控软件以及数据处理软件。该测量方法的优点是测量所需传感器量程小，测量运动为一个简单的回转运动；缺点是测量调整自由度多，校准困难。建立了测量系统的数学模型，通过测量数据与名义面形之间的非线性优化，在获得面形误差的同时获得了非球面面形参数误差。通过测量多条截线实现了对非球面面形的全口径检测。最后对直径200mm，顶点曲率半径1400mm的凹形抛物面镜进行了测量，结果表明，系...

本文根据光学零件在当今科学技术中的重要作用,阐述了球面及非球面光学零件的各种加工方法及其难点,讨论解决加工难点的方向和可行方法.

详细介绍了本所自行研制的，国内首台非球面自动加工及在线检测机床ＦＳＧＪ－１。重点讨论了研制过程中的技术难点及解决方案、同时给出了加工实例及国内外对比情况。

正确评价抛光后光学非球面元件表面面形的波前畸变是确保实现光学非球面元件超精密制造的关键。该文提出了结合功率谱密度法和残余误差法并考虑非球面元件表面中频误差的综合评价方法。将提出的综合评价标准应用到磁流变数控抛光过程中，进一步明确了表面残余误差与抛光工艺参数之间的关系，建立了有效消除表面残余误差的抛光工艺规范。按照这一工艺规范制造出一块抛物面光学反射镜，其面形精度达到A／30(λ=0．6328μm)，残余误差为3λ／1000。该方法可为深入开展高精度磁流变抛光技术研究提供参考。

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。

由于非球面光轴的唯一性，非球面定心工艺中需分别定义顶点偏心误差和球心偏心误差．通过估算顶点偏心在传统定心仪上的测量误差，可以发现传统定心仪很难达到控制目的，而干涉测量方法却能得到较高的准确度．理论推导和模拟计算表明：顶点偏心角与偏心彗差之间有线性关系，顶点偏心角的彗差灵敏度与非球面的陡度成正比．使用干涉检测的方法可以同时控制非球面的两种偏心误差，且其检测准确度可以达到0．02mm．