为瞬态测量大口径光学元件波前，提出一种基于斜入射结构的近红外反射式错位点衍射干涉原理的Φ400 mm瞬态波前检测方法。该方案将待测光分成两束互相错位的参考光与测试光，从而在干涉图中引入高线性载频，采集到对比度良好的干涉图后，利用傅里叶变换相位解调法从单幅干涉图中提取待测波前相位，实现瞬态波前动态测量。实验光路总长近20 m，极易受气流的影响，且由于气流干扰随时间变化，该系统本身可以看作是大口径光学元件瞬态波前发生与检测装置。测试结果与SID4 波前传感器比较，波前均方根（RMS）小于1/50 λ，可知所提方法可以实现大口径瞬态波前的高分辨率与高精度检测。

为了实现斐索型干涉仪的动态干涉测试, 研究了一种采用短相干光源的动态斐索干涉仪。以中心波长为638 nm、带宽为0.1 nm的二极管泵浦固体激光器作为光源, 与偏振延迟装置结合得到一对短相干正交线偏振光, 通过调节光源模块中两支线偏振光的光程差来匹配斐索干涉腔的长度, 从而获取一对光程差为0的相干光束。使用偏振相机采集得到四幅位相依次相差π/2的移相干涉图, 按照四步移相算法解算相位, 恢复待测元件的表面面形。采用光强归一化算法有效地抑制了偏振态误差导致的移相干涉图光强不一致在最终恢复波面中引入的一倍频波纹误差。采用琼斯矢量和琼斯矩阵分析了干涉图对比度与s光和p光光强比值的关系, 并分析了1/4波片方位角误差对最终恢复波面的影响。利用该装置和Zygo GPI XP型干涉仪测量了同一块光学平晶, 其均方根值相差0.024λ, 峰谷值相差 0.026λ。

为了避免平行平晶测量时前后表面干涉的影响, 基于点源异位同步移相原理, 提出一种均匀性绝对测量方法.测量分为平行平晶前后表面干涉测量、平晶透射波前测量、干涉仪空腔测量三步.每步通过在同一时刻抓拍的四幅移相干涉图恢复波前, 最终由三次测量结果计算平行平晶的均匀性分布.在非抗振平台上测试了一块厚度为60mm的光学平行平晶, 被测样品均匀性偏差的峰谷值为ΔnPV=3.32×10－6, 均方根值为ΔnRMS=2.63×10－7.检测结果与波长调谐干涉仪测量结果的峰谷值偏差为ΔPV=5×10－7, 均方根值偏差为ΔRMS=－7×10－9, 具有较高的一致性.所提方法在环境振动条件下对平行平晶均匀性检测精度可达1×10－6.

分析阐述了频域光学相干层析术（SDOCT）系统参考臂和样品臂之间的色散不匹配对所获取的图像的频谱能量分布的影响。提出了一种基于图像频谱能量集中度的SDOCT 系统数值色散补偿方法。当图像频谱低频区域内的能量百分比最小时，表明系统色散匹配。实验中选取平面反射镜作为样品，验证了用该方法来衡量系统色散匹配的效果与传统的利用半峰全宽（FWHM）法来评定色散补偿的结果一致。最后获取了人体手指的在体光学断层图像，并用该方法进行了色散不匹配补偿。实验结果显示该方法能够有效地对系统色散进行补偿，从而提高了图像的分辨率。