针对目前已有的光学检测设备无法实现大口径大曲率半径光学元件高精度检测的问题,提出利用长程轮廓仪（LTP）来进行大口径大曲率半径（正、负）光学元件的精确测量,并通过实验证明了LTP检测大曲率半径光学元件的优势。分析计算了LTP测量曲率半径的算法精度,设计了合理的机械结构进行旋转测量,得到了全口径的曲率半径分布。最后与球径仪、刀口仪的测量结果进行了对比。对R=37.108m和R=41.065m的球面镜测量结果显示,LTP的测量重复性在0.05%以内,与球径仪、刀口仪的测量值相差均在0.05%以内。研究结果表明,LTP可以用来解决目前几十米的大R曲率半径光学元件难以高精度测量的难题。

检测标定了一块放置多年的Φ530 mm离轴非球面。根据当年的结构参数,在光学设计软件Zemax中建立了该离轴非球面的检测模型。利用y轴离心和x轴倾斜实现了离轴和光束倾斜。通过对某结构参数多次赋值,并将其他结构参数设为变量,优化并观察干涉图变化,找到最佳参数值。根据Zemax对参数的优化结果,使用4D干涉仪和Φ510 mm的平面反射镜,搭建实际检测光路,观察干涉图并进行微调,测得最终结果。去彗差和像散前后图像PV值几乎不变,达到了调节标定要求。使用Zemax软件辅助干涉仪对离轴非球面的检测,大大提高了检测效率,有利于光学加工效率的提高。