镜组内各透镜间的轴向间隙是光学系统装配中的一个重要参数。为精确测量镜组内各透镜间的轴向间隙，提出了一种激光共焦镜组间隙测量方法。该方法利用共焦光强响应曲线的峰值点对应系统物镜聚焦焦点这一特性，使用环形激光共焦层析定焦技术对装配后镜组内各透镜表面的顶点位置进行高精度定位，并结合光学追迹方法精确计算各个透镜表面顶点之间的距离，继而得到镜组的轴向间隙。初步的实验表明该方法的重复性可达到0.3 μm 。

为进一步提高共焦元件参数测量系统的定焦精度, 提出了运用高斯滤波算法对由共焦系统采集的光斑图像和共焦轴向强度响应信号进行滤波处理, 以降低系统光学噪声对测量光斑图像的影响, 削弱外界环境扰动等因素对共焦轴向强度响应信号的干扰。经理论分析和实验验证, 在对测量光斑图像和共焦轴向强度响应信号进行高斯滤波算法处理后, 可有效地抑制图像噪声, 降低高次谐波干扰, 进而提高系统的定焦精度。

基于共焦技术独特的轴向层析定焦能力并结合气浮导轨平移台和激光干涉仪测长系统,研制了一套高精度、非接触激光共焦透镜曲率半径测量系统。该系统利用共焦轴向光强响应曲线的峰值点对应系统物镜聚焦焦点这一特性, 使用峰值点对被测透镜的猫眼位置及共焦位置进行精确定位, 并结合激光干涉仪获得透镜猫眼位置及共焦位置坐标值, 从而计算得到透镜的曲率半径。系统由主控软件控制气浮导轨带动被测透镜在猫眼位置及共焦位置附近进行扫描测量, 并实现信号采集和数据处理。实验表明, 利用该系统测量透镜的曲率半径时, 测量重复性优于2 μm, 满足国内高精度透镜曲率半径测量的精度需求。该系统测量速度快、操作简便、结构简单且易于实现小型化。