介绍了自行研制的FLY-I非球面轮廓仪的设计以及测量软件数学模型,其实用精度为1～2 μm.光学元件的抛光精度取决于精磨精度,本实验室现有的LOH高精度铣磨机床经过对第1次精磨后的光学元件面形进行修正,2次精磨后其精磨精度可达到2 μm.研究了这一非球面轮廓仪以配合LOH铣磨机床,测量得到1次精磨后的面形误差数据,经过误差反馈进行2次精磨,以保证光学元件的精磨精度.通过多次实验以及数据处理、分析,证明自行设计、装调的非球面轮廓仪达到了设计的精度要求,可满足实验室,光学加工车间对小型非球面精磨阶段面形的检测要求,即精磨面形误差在2 μm以内,同时也可直接用于中低精度非球面光学元件的最终检测.

利用补偿器的补偿法是检测高精度非球面的一种非常重要的方法,它可以利用已广泛实用的Zygo等高精度的数字干涉仪,用补偿法的关键是补偿器的设计.本文介绍了补偿法检测非球面的原理,针对要检测一种大数值孔径小非球面模芯,设计了一种由4片薄球面透镜组成的补偿器,该补偿器由前后两部分组成,前面两片组成一个数值孔径很小的系统,主要用于产生适量的球差,后组两片组成一个数值孔径较大的系统,并与前面的一起满足被测非球面检测的需要.文中对制造、检测及装调等主要误差源引起误差进行了全面分析.用这种补偿器检测相应的非球面,检测精度可达0.05λ,可满足光盘物镜非球面模芯的检测需要.

高质量的透射光学系统对光学材料的光学均匀性要求非常高,材料局部折射率10-6量级的变化就可能破坏整个系统的性能.详细介绍了三种用于测量光学玻璃光学均匀性的干涉法,研制了一台高精度光学玻璃材料光学均匀性测量仪.实验结果表明:40 mm左右厚的光学玻璃材料的光学均匀性检测精度可达1×10-6.

利用圆域上正交基-Zernike多项式拟合镜面温度场，将温度场转化为较有意义的模式，采用有限元方法进行了热变形的计算，其中针对空间大口径超薄镜面建立镜面模型，且暂不考虑重力，另外因超薄镜厚度很小，也不考虑轴向温度梯度的影响。通过计算利用Zernike多项式得到温度场产生的热变形，得到了不同温度模式产生的不同像差形式：即对于不同的温度场模式-温度整体变化（平移），一端凉且一端热（倾斜），中心与边缘温度不同（离焦热模式），以及像散热模式，彗差热模式，球差热模式导致的热变形分别主要表现为像差离焦，倾斜，离焦，倾斜，倾斜，球差。不同热模式在相同温差下产生的变形有数量级的差别，能够产生较大变形量的温度模式有离焦，彗差和球差，这意味着超薄镜对这些温度场比较敏感。计算和总结表明，利用Zernike多项...

为了研究主动支撑条件对超薄镜面形误差的校正能力，以一个直径0．5m的超薄镜为例进行了面形校正的仿真分析及实验验证。分析了致动器作用力与超薄镜面形的关系，引入了一些需校正的面形误差，如初级球差、慧差、像散及重力变形等，确定了致动器作用力的优化目标，用求解非线性约束问题的优化算法——序列二次规划法计算了校正面形误差所需的致动器作用力，得到了超薄镜面形残余误差。仿真分析表明，对于归一化系数为1的初始球差、慧差、像散以及它们的叠加，用本文提供的致动器排布方式可以将面形误差校正到RMSλ／24以内，且对初级像散的校正能力最强，慧差和球差次之；竖直放置时的重力变形加上3种低阶像差的叠加也可被校正到RMSλ／24。在得到主动支撑的0．5m实验镜的初始面形结果后，重新计算了优化力和面形误差，结果表...

本文对磁流变抛光(magnetorheological finishing)过程中所采用的梯度磁场，以及磁流变抛光液(MRP fluid)中的磁性颗粒在磁场中的受力情况进行了分析，进而证明了该磁场满足磁流变抛光的要求。最后以实验对其进行了验证。

讨论了轻量化碳化硅反射镜的支撑方案.利用有限元力学分析方法,对大口径轻量化主镜进行了在两种工况下的支撑方案分析和优化.通过运用最小二乘法对支撑后的镜面进行拟合,使两种工况下的主镜面形变化的均方差均在λ/60(λ=632.8nm)之内,满足了实际的工程要求.

研究了一种测量、分离补偿法检测补偿器非圆对称误差的技术，这种技术基于波面误差可用泽尼克圆多项式来表述。通过使补偿器或被测非球面绕系统光轴旋转到多个不同的角度，得到多个测量结果，根据这些测量结果，计算得到由补偿器误差带来的波面误差的非圆对称项泽尼克圆多项式系数，接着根据这砦非圆对称项泽尼克圆多项式系数制作一个校正文件对非球面的测鼙结果进行校正，利用该技术可有效减轻对补偿器材料、加工及装校的苛刻要求，提高测量精度。实验结果表明：对某一被测非球面不用该技术时测量结果为0．105λ（RMS），应用此技术后的测量结果为0．026λ（RMS），且被测面在几个任意不同角度时的测最结果相差只有0．001λ（RMS），效果很好。该技术已被应用到实际的双曲耐凸面反射镜的测量中。

介绍了超光滑硅柱面反射镜的加工过程、工艺控制及检测方法.给出了由超光滑硅柱面反射镜组成的准直扩束系统的出射波面的检测结果.