针对大口径光学元件精密加工时上下表面存在温差的问题，以环形抛光系统为例，对抛光盘和工件温度特性进行了研究。在1.6 m环形抛光机上对工件温度进行了测定，结果表明即使在低速抛光情况下工件上下表面也会产生较大的温差。提出了合理搭配工艺参数和对工件非加工面绝热两种温差控制方法。通过采用控制变量法和对工件绝热抛光法进行测温实验验证了方案的可行性，为高精度面形加工奠定了基础。

针对惯性约束聚变（ICF）驱动装置中口径为400 mm×400 mm薄型频率转换KDP晶体在45°放置状态下产生的附加面形问题，采用有限元分析软件ANSYS，建立了以实测数据为基础的大口径薄型KDP晶体的应变模型和有加工误差的夹具模型，仿真分析了KDP晶体的加工误差和夹具的加工误差对KDP晶体附加面形的影响， 给出了KDP晶体附加面形变化的P-V值和RMS值。在此基础上，通过对KDP晶体的加工误差及夹具支撑表面不同类型和不同大小加工误差的分析和比较，得出：KDP晶体边缘的加工误差和夹具支撑表面的凹型加工误差是引起较大附加面形的原因之一，KDP晶体的加工误差也会导致其面形变化不均匀，而夹具支撑表面的凸型、波浪形加工误差和压条表面的随机加工误差对KDP晶体附加面形的影响相对较小，且支撑表面的随机加工误差引起的附加面形变化介于其他两者之间。

针对ICF系统要求, 提出了一种基于统计理论的大口径光学元件功率谱密度测量方法。该方法将大口径波前划分成足够多个子区域, 分别求得每个子区域波前的功率谱密度, 根据统计理论可将大口径波前功率谱密度表示为各个子区域波前功率谱密度的加权平均, 其权重因子是各子区域对应的面积。模拟计算和实验结果验证了统计法测量的有效性, 并表明当子区域个数大于等于8×8时, 统计法测量和子孔径拼接测量得到的功率谱密度吻合较好。统计法测量对平台移动精度和环境稳定性要求不高, 可应用于大口径光学元件功率谱密度的过程检测。

大口径光学元件的检测开拓了子孔径拼接应用的新领域。采用小口径干涉仪对大口径被测元件不同区域进行波前检测，然后恢复计算出被测波前。使用光学设计软件ZEMAX对子孔径检测拼接技术进行了模拟，模拟结果表明：波前检测相对误差小于4．3λ‰，实现了对大口径光学元件面形的高精度检测，避免了相同口径检测干涉仪的使用，降低了检测成本及难度。