自由曲面能有效地简化光学系统结构并提高其性能,在照明光学系统和成像光学系统中均具有良好的应用前景。为了实现自由曲面的高精度光学检测,分析了自由曲面的计算机全息图（CGH）检测方法并讨论了它的限制因素;探讨了使用基准CGH区域解决自由曲面检测时的对准问题;设计并制作了直径为180 mm的CGH对某三次方项波前编码自由曲面（口径150 mm,PV为6λ,λ@632.8 nm）进行了光学检测,该方法的检测结果（0.068λrms）与非零位检测方法的检测结果（0.067λrms）一致,实验验证了自由曲面的CGH检测方法。该方法具有易对准、精度高和效率高的优点。

瑞奇-康芒法是大口径平面元件面形检测的有效方法。通过分析检测光瞳到被检平面的位置转换关系以及波像差到面形误差的幅值转换关系,分别对检测得到的波像差以及干涉仪离焦产生的Power进行转换处理,利用最小二乘法计算出瑞奇-康芒两角度检测时的干涉仪离焦量,从而获得被检平面的面形误差分布。实验部分给出了第4项到第37项泽尼克多项式分布形式的被检平面面形误差的仿真检测结果的误差分布,其峰谷值和均方根值的相对数值误差的平均值分别为6.22%和3.48%,相对分布误差的平均值分别为28.1%和14.4%;并给出了一个随机面形误差的仿真检测结果。此波像差解读方法不存在多项式拟合的误差,适用于任意形状的被检平面通光口径,具有较高的精度,达到了实际工程要求。

针对高强度聚焦超声（HIFU）声场的特点，对高强度聚焦超声（HIFU）声场检测的方法如，辐射压力法、水听器测量法、光纤检测和光学检测进行了综述，并对上述检测方法进行了比较。

电子散斑干涉技术是一种测量物体表面微小形变的非接触式测量技术。它是在激光、视频、电子及数字图像处理等基础上发展起来的现代光测技术，具有高精度、全场、实时测量等特点，有着重要的理论研究和实用价值。介绍电子散斑干涉技术的基本原理和特点以及在无损检测领域最新研究进展，并探讨了未来的发展趋势。

径向哈特曼像质检测系统（RHTS）是一种新型的大口径光学检测系统，在室内不用大口径标准平面镜就可以实现光学系统的检测。目前，RHTS存在测量时间长、图像采集数据量大、以及在测量过程中，温度、噪声等周围环境的不稳定因素对系统的测量结果影响严重等问题。在测量大口径光学系统的过程中，基于对该系统控制流程的分析，本文提出了动态测量控制方案，设计出满足该动态测量所需要的控制电路，并采用新的数据采集处理方法，实现了径向哈特曼的快速动态测量，减少了系统测量时间。

实验研究了子孔径光学检测的拼接准确度．实验选取9个子孔径进行拼接，同时利用ZYGO干涉仪来测量子孔径和整个被检面的表面面形,实验发现，测量基准子孔径和整个被检面的时间间隔对子孔径拼接准确度的评价存在严重影响．为此，重点研究了产生影响的原因并提出了消除测量基准子孔径和整个被测面时间间隙影响的方法．最后，利用该方法研究了子孔径重叠面积对拼接准确度的影响．结果显示，当重叠面积比为7％时，PV和RMS的拼接误差分别为0．03λ（λ=632．8nm）和0．01λ，并且重叠面积比和拼接准确度呈近似线性关系．

研究了利用圆形子孔径拼接和环形子孔径拼接检测非球面的方法，以实现非零位补偿法对大口径非球面的测量。分析和研究了该技术的基本原理，并基于齐次坐标变换和最小二乘拟合建立了综合优化和误差均化的拼接数学模型；分别开发了圆形子孔径拼接和环形子孔径拼接检测非球面的算法软件；设计和搭建了子孔径拼接干涉检测装置，并分别利用圆形子孔径拼接和环形子孔径拼接实现了对一口径为350mm的双曲面的检测。对待测非球面进行了零位补偿检测实验，结果显示，圆形子孔径拼接与全口径补偿测量结果的PV值和RMS值的偏差分别为0．031λ和0．004λ；环形子孔径拼接与全口径补偿测量结果的PV值和RMS值的偏差分别为0．028λ和0．006λ；3种方法测量所得的面形分布都是一致的。所提出的方法提供了除零位补偿检测外的另一种定量测试大口径非球面...

针对光学投影式检测非球面器件过程进行模拟,利用光学的基本理论和数学公式推导,对非球面度的检测过程进行了理论分析及精密计算,并对理论分析的结果进行了计算模拟,模拟得到的非球面度能较好地与理论结果相符合,模拟的精度达到了0.1nm.

193nm光刻投影物镜光学元件面形精度为纳米级,因此要求检测精度为纳米到亚纳米级。在高精度的光学元件面形检测中,为了保证检测的精度,干涉仪标准球面镜的精度要优于λ/40。根据检测要求,设计了一种新的标准镜装卡结构。采用有限元方法分析了参考面在重力作用下的面形变化情况,其最大面变形变化峰谷（PV）值仅为4.88nm,均方根（RMS）值为1.04nm。同时对不同环境温度下参考面的变形进行了计算得出面形的峰谷值和均方根值。利用标准具面形的Zernike系数,得到了标准具系统的MTF,以实现标准具在重力作用下的像质评价。结果表明,所设计的标准具的结构可以满足标准具的设计要求。最后设计了差动螺钉驱动误差补偿机构。

光学检测与测量技术的应用,对零部件的质量控制起着至关重要的作用。介绍了光学检测与测量技术在飞机零部件检测中的应用,如确保适当形状零件的几何参数提取满足一定的机械性能;表面缺陷测量用于零件更换或修理;基于实体模型精确重构几何约束的参数化建模;维修验证、快速制造、几何对比、几何尺寸和公差,零件或机床调整。另外,光学测量技术对测量规划、数据处理、点云虚拟切片、几何投影处理、分割和特征检测也进行了分析。光学测量技术的应用有以下两方面需要改进：一方面是大多数的研究工作主要集中在没有交叉协同作用的特殊应用上;另一方面是光学测量技术在复杂的应用上还缺乏智能。