瑞奇-康芒法是大口径平面元件面形检测的有效方法。通过分析检测光瞳到被检平面的位置转换关系以及波像差到面形误差的幅值转换关系,分别对检测得到的波像差以及干涉仪离焦产生的Power进行转换处理,利用最小二乘法计算出瑞奇-康芒两角度检测时的干涉仪离焦量,从而获得被检平面的面形误差分布。实验部分给出了第4项到第37项泽尼克多项式分布形式的被检平面面形误差的仿真检测结果的误差分布,其峰谷值和均方根值的相对数值误差的平均值分别为6.22%和3.48%,相对分布误差的平均值分别为28.1%和14.4%;并给出了一个随机面形误差的仿真检测结果。此波像差解读方法不存在多项式拟合的误差,适用于任意形状的被检平面通光口径,具有较高的精度,达到了实际工程要求。

实验研究了子孔径光学检测的拼接准确度．实验选取9个子孔径进行拼接，同时利用ZYGO干涉仪来测量子孔径和整个被检面的表面面形,实验发现，测量基准子孔径和整个被检面的时间间隔对子孔径拼接准确度的评价存在严重影响．为此，重点研究了产生影响的原因并提出了消除测量基准子孔径和整个被测面时间间隙影响的方法．最后，利用该方法研究了子孔径重叠面积对拼接准确度的影响．结果显示，当重叠面积比为7％时，PV和RMS的拼接误差分别为0．03λ（λ=632．8nm）和0．01λ，并且重叠面积比和拼接准确度呈近似线性关系．

研究了利用圆形子孔径拼接和环形子孔径拼接检测非球面的方法，以实现非零位补偿法对大口径非球面的测量。分析和研究了该技术的基本原理，并基于齐次坐标变换和最小二乘拟合建立了综合优化和误差均化的拼接数学模型；分别开发了圆形子孔径拼接和环形子孔径拼接检测非球面的算法软件；设计和搭建了子孔径拼接干涉检测装置，并分别利用圆形子孔径拼接和环形子孔径拼接实现了对一口径为350mm的双曲面的检测。对待测非球面进行了零位补偿检测实验，结果显示，圆形子孔径拼接与全口径补偿测量结果的PV值和RMS值的偏差分别为0．031λ和0．004λ；环形子孔径拼接与全口径补偿测量结果的PV值和RMS值的偏差分别为0．028λ和0．006λ；3种方法测量所得的面形分布都是一致的。所提出的方法提供了除零位补偿检测外的另一种定量测试大口径非球面...

基于扩展奈波尔-泽尼克理论,分析了不同出瞳振幅分布情况对光学系统焦面处光强分布的影响。针对光学成像系统出瞳振幅实际分布状态,提出了一种新的测试光学波前的方法,解决了相位恢复算法中出瞳振幅分布不均匀和快速傅里叶变换引入计算误差的问题。通过测评实验,对一光学系统进行了测试,获得的光学系统出瞳波前（PV）值为0.196 5λ,RMS值为0.022 4λ（测试波长λ=632.8nm）,此波前中主要含有像散、彗差和高阶像散等像差。该方法亦可用于分析光学系统出瞳振幅分布,数值计算其他焦面处的光强分布。测评实验证明了此方法的有效性。

Hα和白光望远镜（HWT）是中国空间太阳望远镜（SST）有效载荷之一，为研究HWT的光学性能受温度环境的影响，在进行地面观测工况下温度场测量和数值模拟的基础上，确定了热光学试验的温度控制工况，建立了一套热真空状态下的光学性能检测系统。该热光学试验系统由被测光学系统、真空系统、温度测量和控制系统以及波前检测系统组成。研究了系统中光楔镜结构、副镜结构、主镜结构、准直镜结构和成像镜结构这5个关键部位在不同温度控制工况下的光学性能。试验结果表明，在副镜结构温度不高（低于40℃）的情况下，HWT望远镜在地面观测工况下的光学性能约为λ／8，可以满足λ／6的设计要求。以HWT为研究对象，实施了Hα和白光望远镜的热光学试验过程，实现了对不同温度控制工况下的HWT系统进行光学性能检测，探索的热光学试验思路和方...

介绍了利用主动光学技术在大型标准反射镜残余面形误差和重力变形的方法，研制了用于施加局部作用力的工具－－机械式作动器的结构与性能，作用力的测定方法；位于不同位置的作用力引起的镜面变形量的测定与分析，与镜面最小面形误差应的作动器作用力控制矩阵的求解等。对一块Φ230mm、中心厚18mm、R880mm、玻璃材料为K9的标准球面镜进行了面形误差校正实验，取得了较明显的校正效果。

利用CCD成像的特点，通过分析CCD成像过程中亮度与数字图像灰度之间的关系，提出了CCD成像型亮度计的设计方法。使用积分球作为标准亮度光源，对CCD拍摄得到的数字图像中像素灰度值与实际亮度之间的关系进行标定，得到图像像素灰度与测量点亮度之间的对应关系，保证亮度测量的准确性。通过对不同曝光时间下亮度分布的测量，拓展CCD成像型亮度计的测量范围。同时为了保证不同曝光时间下亮度的测量精度，将不同曝光时间下的图像灰度结果与积分球产生的标准亮度进行对比，实现成像型亮度计的非线性校正。利用光度特征匹配方法，保证光度计的相对光谱灵敏度与标准光度观察者的光谱光效率接近，减小测量误差。根据CCD成像型亮度计的标定和测量原理，使用Visual C＋＋编制相应的软件，并进行了标定和测量试验来验证CCD成像型亮度计的测...

研究了检测大口径光学平面的子孔径拼接法。通过采用最小二乘法对相邻两个子孔径重叠区域的数据进行分析，获得了子孔径之间的拼接参量，得到了被检验镜面的整体面形信息。编制了拼接检验的计算程序，并完成了原理性实验。采用一台口径为100mm的移相干涉仪检测了两个样品，给出了拼接检测与全口径检测的对比结果。样品的口径分别为100mm和91mm。对比检测结果表明，拼接检测与直接检测两种方法的RMS之差小于5nm。

193nm光刻投影物镜光学元件面形精度为纳米级,因此要求检测精度为纳米到亚纳米级。在高精度的光学元件面形检测中,为了保证检测的精度,干涉仪标准球面镜的精度要优于λ/40。根据检测要求,设计了一种新的标准镜装卡结构。采用有限元方法分析了参考面在重力作用下的面形变化情况,其最大面变形变化峰谷（PV）值仅为4.88nm,均方根（RMS）值为1.04nm。同时对不同环境温度下参考面的变形进行了计算得出面形的峰谷值和均方根值。利用标准具面形的Zernike系数,得到了标准具系统的MTF,以实现标准具在重力作用下的像质评价。结果表明,所设计的标准具的结构可以满足标准具的设计要求。最后设计了差动螺钉驱动误差补偿机构。

光学检测与测量技术的应用,对零部件的质量控制起着至关重要的作用。介绍了光学检测与测量技术在飞机零部件检测中的应用,如确保适当形状零件的几何参数提取满足一定的机械性能;表面缺陷测量用于零件更换或修理;基于实体模型精确重构几何约束的参数化建模;维修验证、快速制造、几何对比、几何尺寸和公差,零件或机床调整。另外,光学测量技术对测量规划、数据处理、点云虚拟切片、几何投影处理、分割和特征检测也进行了分析。光学测量技术的应用有以下两方面需要改进：一方面是大多数的研究工作主要集中在没有交叉协同作用的特殊应用上;另一方面是光学测量技术在复杂的应用上还缺乏智能。