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″。

针对大型环形平面尤其是非连续平面(带孔、有槽、中间有凸台子、中间间断、异形平面)平面度的检测,研制了一种新型测量设备—激光平面度仪。该仪器采用了激器、五棱镜与转台组合产生基准平面,以PSD作为探测器;通过测量被测点与基准面的高度差获取平面度数据。该仪器的测量不确度为4.6μm。

针对干涉仪高精度检测的需求,本文提出了旋转法标定干涉仪系统误差,实现绝对检测,从而提高检测精度。该方法根据Zernike多项式的性质,可以通过N次平分旋转和一次旋转法两种方法实现。本文对这两种方法分别做了详细的理论推导,并且给出具体实验结果与误差分析。实验结果表明,两种方法的测量结果基本一致,差值的PV值为0.006λ,RMS值为0.001λ。误差分析结果表明,一次旋转法的旋转误差小于N次平分法,因此一次旋转法是一种精度更高的方法。