共形光学系统中，椭球形等厚度整流罩使入射的平行光线经过整流罩后不再平行，变为发散的光线，进而使系统像差急剧增加，不利于后续像差的校正。通过对等厚度共形整流罩的内表面进行重新设计，打破了共形整流罩的等厚度条件，从而在使用较少校正光学透镜的基础上实现了系统像差的校正。通过分析不同级次非球面分别作为整流罩内表面面形时的像差校正效果，确定了将6次非球面作为共形整流罩内表面面形初始结构。通过对内表面进行优化设计，最终得到整流罩内表面面形。结果表明，该方法有效地减小了共形整流罩引入的像差。最后使用固定校正器对内表面变化后的整流罩进行了像差校正，设计结果表明，内表面的改变有效地减少了光学元件数量，消像差效果良好。

由于子孔径合成光学成像系统出瞳波前离散,成像特征有异于常规光学系统。对比了两种子孔径合成光学成像系统的像质评价方法,其一是直接利用干涉仪实测获得的整体出瞳波面参量,拟合成泽尼克多项式,通过快速傅里叶变换获得光学系统的调制传递函数;其二是对子出瞳波面在像面复振幅分布的衍射直接积分叠加计算系统调制传递函数。对于离散出瞳波前,拟合的泽尼克多项式不可避免有较大误差,由此计算获得的调制传递函数与实际测量值有较大区别。设计并制造了一个三子镜合成的成像光学系统,在此基础上用ZYGO GPI干涉仪验证并对比了使用两种方法对像质计算的特点。结果表明,子出瞳波面直接衍射积分叠加法的精度更高,但计算量大,且要获得更高的像质评价精度,应使用更适于表达离散不规则形状子出瞳波前的波函数。

A newly-developed six-degree-of-freedom calibration system for the wind tunnel balances is introduced. The frame of the system, the functions and the operating principle of different parts are presented in detail. The system is composed of four parts: the automatically loading subsystem, the automatically resetting subsystem, the data-acquisition subsystem and the measurement subsystem. The results of some cell experiments proved that the system can meet the needs of the present calibration task of the balance. Through further improvement, the system can be also used to calibrate other devices with multi degree-of-freedom and measure the minute shifts, such as the guide rail of machine tool and the assembling of large parts and so on.