采用自行研制的基于单根光纤耦合双频激光的6自由度(6DOF)误差同时测量系统测量了加工中心双轴直线度误差, 通过对两轴直线度误差的线性拟合, 得到两拟合轴的夹角, 间接实现两轴的垂直度测量。利用光线矢量追迹方法建立相应的误差模型, 分析了垂直度测量过程中五角棱镜的安装定位偏差以及加工误差对垂直度测量的影响。实验结果表明, 本测量系统具有很好的准确性, 与商用测量仪对比发现, 两者测量偏差在1″以内。

：五棱镜扫描检测具有结构简单、检测周期短等优点，可以实现大口径平面镜低阶像差的高精度检测，是指导大口径平面镜光学加工过程的一种有效途径。为使大口径平面镜检测系统中的五棱镜扫描技术更加完善，通过理论分析和计算模拟，对五棱镜检测系统中的主要误差源，包括五棱镜制造误差、温度梯度的影响、元件位置误差、光束定位误差、自准直仪测量误差等进行研究，形成了比较完善的误差分析的数理结果。计算结果表明，在当前实验室技术条件下，五棱镜扫描检测系统在单个测量点处的测量不确定度达到230 nrad，其中影响五棱镜检测系统测量精度的主要因素为自准直仪的测量精度与温度的影响。研究结果给出了工程实际中提高五棱镜扫描系统检测精度与减小测量误差的注意事项，并可用于指导系统设计时的误差分析及精度分配。

五棱镜扫描检测具有结构简单、检测周期短等优点，可实现低阶像差的高精度检测，是指导大口径、超大口径平面镜光学加工的有效途径。基于光线矢量追迹理论，建立五棱镜扫描检测系统数学模型，并采用最小二乘法推导出系统测量精度与系统主要光学元件角度变化量之间的解析表达式。在此基础上，分析了系统测量精度对元件装调精度的灵敏度，给出了系统精确装调的实施方案，并进行了系统装调试验，探索出适合大口径平面镜检测的五棱镜扫描检测系统装调流程。实验结果表明，由装调过程引起的系统测量误差可控制在40 nrad 以内。通过理论分析和装调试验，验证了使用五棱镜扫描检测技术进行大口径平面检测的可行性。