应用相移干涉及Zernike多项式波面拟合技术实现对空间小角度的高精度测量，测量精度可达0．013″。与采用自准直仪、激光干涉小角度测量仪的测量方法相比较，测量精度有较大幅度的提高。与测长设备－光栅尺结合使用，可同时高精度测量导轨俯仰和偏摆两方向上的直线度。

SiC是目前空间用大口径反射镜的首选材料，随着空间光学系统的发展。出现了1m以上空间用SiC反射镜的需求。对该反射镜采用焊接拼接然后再进行加工可以节约成本，降低风险。作为演示实验件，首先，对直径为600mm的焊接SiC反射镜进行了焊接拼接，粗磨成型、精细研磨和粗抛光。然后。采用CCOS技术对反射镜进行了精抛光，并分析了加工过程中焊缝边缘优先去除的原因和抛光过程镜面变形对加工结果的影响。最后，反射镜面形收敛到RMS值1／20λ（λ=632．8nm）。结果表明，所采用的焊接技术和加工工艺制造的反射镜可以满足空间反射镜的需要。

介绍了100mm口径反应烧结碳化硅平面反射镜的光学加工工艺流程.按照流程依次介绍了在粗磨成形、细磨抛光和精磨抛光过程中使用的机床、磨具和磨料以及采用的工艺参数和检测方法.介绍了在光学加工各个步骤中应注意的问题.展示了加工后反应烧结碳化硅平面反射镜的实物照片.给出了面形精度和表面粗糙度的检测结果:面形精度(95%孔径)均方根值(RMS)为0.030λ(λ=632.8nm),表面粗糙度RMS值达到了1.14nm(测量区域大小为603.6μm×448.4μm).

为了实现某大口径碳化硅材料凸非球面反射镜检验，研究了无像差点法以及补偿检验法方案。经过比较优选，确定选用补偿检验方案并专门设计了高精度大口径非球面补偿器，设计精度为PV：0．008 2λ，RMS：0．0029λ（λ=632．8nm）。采用会聚光束，使用大口径数字干涉仪进行凸非球面正面检测，最终检测结果为0．022λ（RMS）。所述补偿器的设计方法和要求具有普遍性，设计结果也可用于同类型大口径凸非球面检验用补偿器的设计。采用该方法提高了凸非球面检测精度，并且在凸非球面镜的材料选择、结构设计、支撑方式等方面提供了更多的优化空间，为新型光学材料在凸非球面反射镜的应用奠定了基础。

研究了采用电化学方法消除精密光学系统4J32合金镜头组件中杂散光的实验。利用正交实验法在重铬酸盐体系中确定了主盐浓度，并研究了电压、电解液温度、时间等因素对镜头组件的消杂散光性能和消光膜层质量的影响，确定了最佳工艺为重铬酸钾：20g／L、硫酸锰：20g／L、硫酸铵：20g／L添加剂15g／L，温度：25～35℃，3V／min升压速率处理20～30min。经最佳工艺处理后，4J32合金呈黑色，反射率〈1．5％、耐蚀性为240s、膜层附着力为7．9N、尺寸变化〈0．8μm。结果表明，所得到的消光膜能够满足精密光学系统对零件尺寸精度及表面消光膜层的质量要求。

针对大口径非球面反射镜在研磨阶段后期其面形与理想面形存在较大偏差，且表面粗糙度较大、反射率较低，采用轮廓仪和普通干涉仪检测无法满足测试要求等问题，提出采用动态范围大且精度高的Shack—Hartmann波前传感器来检测大口径非球面反射镜。研究分析了Shack—Hartmann波前传感器检测系统的原理及系统误差并编写了相应的数据处理软件。为了验证该方法的可行性，对已经加工完成的350mm口径旋转对称双曲面面形进行了检测，测量得到的面形误差PV值、RMS值分别为0．388X、0．043k（k=632．8nm）；与干涉测量的标准结果进行了对比，得到的面形偏差PV值、RMS值分别为0．014x和0．001k。对比结果表明，Shack-Hartmann波前传感器的测量结果正确可靠，从而验证了Shack-Hartmann波前传感器检测大口径非球面反射镜的可行性。

为实现对用于红外侦察、预警相机中的非球面元件的快速加工,研制成功了具有两种运动方式、双磨头姿态的六轴联动型非球面数控光学加工中心FSGJ-Ⅱ。在系统多机构自由度的优势下,对系统加工、检测轨迹进行了优化设计。同时,基于对相邻点面形变化率的比较,借助于一实际矩形离轴非球面,构建了适用于非回转对称离轴非球面加工、检测轨迹的常规方程。

结合非球面轮廓检验和抛光工艺技术设备的研究,探讨了一种规范化的针对中小口径非球面元件的加工方法,并具体分析了实现非球面高效率批量化生产的技术途径,为中小非球面元件的广泛应用提供了有利的技术支持.

本文以超声波加工机对玻璃等硬脆材料元件的加工工艺为主要研究对象，阐述了超声波加工的原理、变幅杆和刀具的设计以及加工工艺的研究，并将它应用在空间光学系统中光学元件的轻量化的加工。同时对加工后的表面微观特性－表面微裂纹和表面微应力进行具体测试分析，以解决在复杂的空间环境中元件的表面质量对使用精度和应力变形的影响，从而提出适于大型光学元件轻量化的工艺技术方法。

用于红外侦察、预警相机中的非球面,当直径大于500mm时,非球面的偏离量大约为200μm以上(PV值),目前的发展趋势是非球面偏离量还会继续加大.如果从最接近球面开始修磨,则工作量较大、工作周期较长.所述加工系统基于直接成型非球面的思想进行开发,通过精度标定,借助于误差补偿手段保证了系统的加工精度,实现了非球面快速铣磨成型的目的.