针对当前非球面元件面型检测设备存在的不足,提出了一种基于最接近圆法的非球面面型检测新原理,描述了该检测原理的实施过程,建立了该检测原理的数学模型,同时,以该原理为核心构建了原理样机的总体结构,并解析了原理样机的检测轨迹;针对原理样机的实体模型进行了综合误差源分析,基于多提系统理论建立了原理样机的拓扑结构、相邻体的理想变换矩阵和实际运动变换矩阵,并最终建立了原理样机的综合误差模型,为后续原理样机实施误差补偿奠定了坚实基础。

基于模压成型技术的复杂曲面光学玻璃透镜制造难度较大,主要制约因素是高精度复杂曲面光学模具的加工难度大。文中针对典型的高精度X、Y方向非等R值微小非球面模具,进行斜轴单点CXZB四轴联动超精密磨削试验,通过加工路径规划、磨削补偿、磨削表面测量与评价,验证了加工方法的可行性。研究发现,X、Y方向非等R值微小非球面模具PV值控制在0.38μm以下,表面粗糙度分别为Ra5 nm和Rz39 nm,加工表面呈光学镜面,模具加工质量完全满足后续的玻璃模压成型要求。

介绍一种环型孔径光路折叠型超薄光学镜头，可以在有限厚度和体积内得到较长的焦距。光线通过镜头最外面的环形孔径进入光学系统，然后再通过一系列的同轴环形非球面反射镜反射聚焦在光学系统的像面上，实现了光学系统的大口径与超薄特性。此系统具有小型系统的紧凑性优势和大型系统的成像性能优势。文中对此类光学镜头进行了优化设计，并给出了像质评价结果。此系统适用于对光学镜头体积和质量要求比较严格、传统成像系统不适用的情况。

为了满足短焦投影市场的需求,利用ZEMAX光学软件开发设计出了一款适用于0.8英寸单片数字光处理投影机的短焦数字投影镜头.该镜头总长172.6mm,全口径70mm,采用反远距结构,由6组7片透镜组成,其中包括6片玻璃透镜和1片塑料透镜（两个偶次非球面）.镜头全视场达到80°,相对孔径为1/2.1,反远比（工作距离/焦距）为3.17∶1,投射比达到0.76∶1,在空间频率极限37lp/mm处,0.707以内视场的调制传递函数值均大于0.6,垂轴色差小于3.5μm,在0.5像素尺寸之内,全视场畸变低于1.1%.该镜头具有结构简单、体形小、易加工、成本低等优点.

分析了大视场大相对孔径水下专用摄影物镜的设计特点．基于反摄远结构引入一个高次非球面设计了相对孔径为1／1．4，水下全视场66°，焦距11．85mm，光谱响应范围0．48～0．60μm，采用平面水密壳窗的水下专用摄影物镜．全视场MTF在空间频率42lp／mm时高于0．4．与相同技术要求下全部采用球面透镜的设计进行比较，表明该摄影物镜结构更简单，成像质量也更优异，能够满足深水微光摄影物镜对大视场、大相对孔径、小型化、轻量化的需求．

为提高CCD摄像机的成像质量,同时使镜头结构紧凑、小型化,在广角镜头的设计中,引入标准二次曲面和偶次非球面.根据初级像差理论,分析了非球面的位置、初始结构参数的求解规律.通过理论计算和ZEMAX光学设计软件的优化,给出设计实例.

从圆锥体靠模仿形法加工非球面光学零件的基本原理出发，指出加工凸非球面时无原理误差，但加工凹非球面时，只能用圆弧包络法加工。用实心圆锥体靠模时，必然存在误差。解决方法是减小工具的曲率半径，或增加一维数控进行补偿，或使用空心圆锥体仿形。实际应用中前两种方法只能减小误差，不能消除。而采用凹模仿形时，则不存在原理误差。

介绍了计算机控制光学表面成形法的原理，分析了几种非球面度的测量方法，研究了非球面度的不同计算方法对采用计算机控制光学表面成形法加工非球面的影响。从光学零件加上的角度对计算机控制光学表面成形法初值的确定进行了探讨。

非球面技术广泛的应用于各种光学系统中。在非球面技术中,非常关键的一项就是非球面面形的测量。本文根据不同的测量原理对各种测量方法进行了优缺点的对比,进而对未来非球面面形测量技术的发展方向做出了预测。

讨论了一种制作非球面微光学元件的新方法。此方法的关键步骤是将（100）硅在KOH∶H2O中的两步各向异性腐蚀。首先在硅衬底的掩模上开一组圆孔,圆孔的尺寸与最终的轮廓相对应。通过在硅衬底上腐蚀出一组凹球面状的微结构,一定的轮廓可以由一组这样的凹球面拼接而成。用这种方法可以简单高效地制作出很多用常规工艺难以加工的非球面、不规则的微光学元件。建立了描述此方法的模型,并进行了讨论分析。