大口径非球面光学元件的面形中频误差对光路中的光斑扩散函数精度以及高能激光的能量散射有着直接的影响, 针对该问题, 提出一种计算机控制的多磨头组合抛光技术, 用于对非球面元件中频误差的有效控制。对半刚性抛光盘抛光过程进行了力学有限元分析, 并基于Bridging模型对半刚性抛光盘抛光过程进行了理论模拟, 对其贴合特性进行了研究分析。实验结果表明: 采用多磨头组合抛光的技术能够有效改善大尺寸非球面元件的面形中频误差, 加工的两件460 mm离轴抛物面元件面形PSD1值相对于之前降低了近70%, 达到2.835 nm, 并且PV小于0.16λ(632.8 nm), RMS小于0.02λ。

大口径长焦透镜是高功率激光系统中必不可少的器件之一，随着装置性能提升，对长焦透镜透射波前包括透射峰谷(PV)值、透射均方根梯度(GRMS)值等，提出了详细的定量技术指标需求。根据长焦透镜焦距特别长的特点，提出了利用准直透镜，大幅缩短长焦透镜检测光路距离干涉检测方法。利用Zemax 软件分析了该检测方法的理论误差和调整误差。该检测方法将光路长度由13 m(或33 m)，大幅缩短至约5 m，光路受环境温度梯度、气流、震动的影响大幅降低，干涉结果直接显示透射波前畸变。

为了完善平面摇摆式抛光的理论并指导加工，基于Preston方程建立了平面摇摆式加工的去除模型，并使用该模型在Matlab中仿真计算元件上各点在不同加工参数情况下的去除量，最终得到不同加工参数情况下所产生的不同去除形貌。通过控制不同参数在430 mm×430 mm平面石英元件上进行抛光实验，验证去除模型的正确性，对比相同参数下仿真得到的去除形貌和加工后检测得到的面形图可知该去除模型能够正确预测不同加工参数时的去除量，从而证实了该模型能够准确、有效地指导摇摆式抛光。