为准确有效地检测大型非球面光学元件的面形,研究了接触式测量光学元件的测量点分布方式。使用不同密度的径向分布及均匀分布的测量点分别对以不同Zernike多项式表示的面形偏差进行采样,然后计算采样所得面形相对给定面形PV值及RMS值的最大相对误差,并对计算结果进行了分析。对1.8m抛物面镜面形实测结果表明：在镜面加工的成型及粗磨阶段,由于面形偏差主要呈旋转对称分布,低密度径向分布测量点即可满足继续加工的检测需求;在精磨及初抛阶段,面形偏差主要为像散或其它非对称面形偏差,测量点均匀分布是提升测量精度的有效手段。此分析方法可以指导测量点的排布方式,从而确保由测量点分布引入的测量误差小于镜面本身面形误差的1/5,提高检测效率。

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。