考虑有限距光学系统的成像质量与系统垂轴放大率相关, 本文提出了基于系统波像差检测的垂轴放大率测量方案。以给定的光学系统中像平面位置与物平面位置满足高斯公式和牛顿公式的原理为出发点, 通过系统波像差中离焦量的变化监控物点移动微小量后像点的移动距离。然后, 对牛顿公式或高斯公式微分导出轴向放大率, 最终求出系统垂轴放大率。建立了垂轴放大率测量模型, 给出物点的微小位移量和初始离焦量的选取标准, 并系统地分析了光学元件形位公差和像点定位精度对垂轴放大率测量结果的影响。搭建了基于点衍射干涉仪的微缩投影系统波像差检测平台, 测量了系统的垂轴放大率。 实验显示, 系统垂轴放大率的测量值与理论值的偏差优于0.24%, 验证了提出的垂轴放大率测量方法的可行性和理论分析的准确性。

为了解决主次镜结构的微缩投影系统在计算机辅助装调过程中的补偿器耦合问题，实现补偿器的合理筛选，介绍了一种基于光学系统敏感矩阵奇异值分解的计算机辅助装调算法。建立了微缩投影系统装调模型，针对算法和模型开展了计算机辅助装调实验。用光学软件CODE V建立了光学系统模型，采用零位补偿器检测获得了非球面元件面形；基于灵敏度矩阵的分析结果指导微缩投影系统优化，并将优化后的结构参数作为系统光机结构机械装配和定位的基准。新建立的系统装调模型更接近实际装调过程，能更有效地指导装调，解决了补偿器间的耦合问题，加快了装调过程的收敛。最后，基于自行研发的高精度干涉仪完成了计算机辅助装调实验。 实验显示系统波像差由46.39 nmRMS收敛至20.73 nmRMS，验证了装调算法和模型的准确性。