将可见光与红外光学系统运用分光镜和卡塞格伦平行光学系统组合成平行共光路系统。运用这一特性研发了红外与可见光发射光轴平行度检测仪,用红外和可见光CCD作为传感器。在平行度检测仪前放置标准平面反射镜,进行自准标校。进行平行度检测时,检测仪放置在被测复合光学系统前,标准平面反射镜放置在光学系统后。调整平行度检测仪,使检测仪的可见光轴与复合光学系统的可见光轴平行;再调标准平面反射镜,使可见光学系统成自准直像。以可见光轴为基准,采集检测仪经复合光学系统及标准平面反射镜后的红外像。进行图像分析及数据处理,得到复合光学系统红外光轴与可见光轴的平行度。检测仪的不确定度为3.5″。

基于三点法测量直线度误差原理（三点法误差分离技术）,提出了一种新的针对大型环形工件平面度的检测方案。不同于传统的三点法测量直线导轨,该方案以封闭的圆环作为测量对象,测量结果为平面度误差而非直线度误差。叙述了三点法测量原理,以及三点法在大型环形平面的平面度检测中的应用。讨论了调零误差对测量结果的影响。提出一种有效的消除调零误差的数据处理算法,最后对该方法进行了仿真验证和实验。实验结果表明,该方法可以很好地消除调零误差,分离出被测工件的形状误差信号。

针对高精度大口径非球面镜通常存在定量检验方法(补偿器法、全息法、自准直法)所需要的辅助元件制造困难、成本高这两个主要难点,利用不同曲率半径的参考球面波前来匹配被测非球面表面不同的环带区域,使它们之间的偏离量减小到在小口径干涉仪的测量范围内,每次测量仅是被测表面的一部分,通过算法'拼接'可得到全孔径的面形信息.给出了其拼接数学模型、参量求解方法及其精度评定判据.仿真分析表明,该技术是切实可行的,算法具有较高的拼接精度.该方法无需辅助光学元件就可实现对大口径、大相对口径非球面的直接测量,且具有很宽的适用范围.

本文介绍一种利用最小二乘法确定球径仪则环参数的简单方法。用此方法对一台前苏联ＬＯＭＯ工厂制造的球径仪的测环进行了标定，复测结果表明，该方法标定的测环参数符合原仪器的使用精度要求。

环形子孔径拼接技术是一种无需辅助元件就能检测旋转对称大口径非球面镜的有效手段。根据该技术的检测原理，从几何光学的角度建立了子孔径规划模型，给出了模型数值求解的具体方法。以一口径为700mm、中心遮拦为160mm、顶点曲率半径为3000mm的抛物面镜为例进行了数值计算，且从物理光学的角度对数值计算结果进行了进一步分析和解释，并进行了初步的实验研究。结果表明，该模型具有较好的预测效果，可为实际检测方案设计提供理论依据，使得检测过程可控、量化和可重复。

根据大型轻质镜加工过程中的受力情况,用有限元对镜子进行静力学分析和计算.分别计算了镜子的自重、磨盘正压力、磨盘剪切力等对镜面变形的影响情况.根据镜面变形规律设计了一系列支撑结构,最终确定了符合面形质量要求的支撑结构.

光学元件加工质量的检测和评价工作是保证整个光学系统安全、正常运行的关键。在总结非球面常用检验指标优、缺点的基础上，讨论了测量大口径非球面的波前功率谱密度时的系统组成、工作原理和软件设计的总体思路。为了减少系统误差的影响，求解波前功率谱密度时，通过引入系统传递函数校正测量值来实现。使用大口径相位干涉仪作为波前检测仪器，证实波前功率谱密度能定量给出波前畸变的空间频率分布，并用于作为大口径光学元件质量的评价标准。给出一个测试口径为64mm×64mm光学元件测试结果，有效频率为0．03mm^-1-3．87mm^-1，rms为0．0064λ。

介绍了子孔径拼接检测平面波前的基本原理，提出了基于均化误差和最小二乘法的多个子孔径同时拼接的数据处理方法，有效减小了误差传递和积累。用该方法对Zemax仿真的望远镜光学系统进行了子孔径拼接检测，拼接光学系统波前和直接用Zemax得到的全孔径波前对比，其峰谷值（PV）和均方根（RMS）的偏差分别为0．0151兄和0．00162,。并用121径为100mm的小口径干涉仪对口径为200mm的平面镜进行了拼接实验，将其全孔径波前与直接检测的结果对比，其峰谷值旷功和均方根（RMS）的偏差分别为0．0559五和0．0004λ。实验结果表明了该算法的有效性，该方法不仅适用于检测光学元件，也适用于对光学系统平面波前检测。