以典型的20 m²小型定日镜为对象，采用光-机集成建模方法，研究了自重和风载荷联合作用下定日镜的服役光学精度特性，综合考虑了定日镜工作高度角、风压大小和关键结构参数的影响。结果表明，沿镜面横向的斜率误差分量D_x要明显大于沿其竖向的D_y，螺栓数量N增加对D_x影响不显著，但能显著减小D_y，反射镜面自身刚度弱是其服役光学精度下降的主要原因；机架中角钢型材的边长a在30~50 mm之间对光学精度影响较小，但厚度t对光学精度的影响较为显著。定日镜结构变形与镜面斜率误差均随着风压载荷的增加而线性增加，且不同高度角β下总镜面斜率误差变化曲线斜率基本一致；仅在自重作用下，高度角0°~90°内总斜率误差能控制在1.45 mrad以内；镜面变形与其斜率误差分布规律完全不同，镜面斜率误差与镜面变形之间并非呈线性正比关系，采用光学精度进行评价或指导定日镜结构优化设计是最佳途径。

针对变包含角平面光栅单色器前置平面镜(PM)受热负载而导致的单色器分辨率降低问题，提出优化聚焦常数(Cff)补偿分辨率的方法。首先，计算不同Cff值时PM的热功率吸收谱，在此基础上对镜面热负载进行热-结构耦合分析，得到不同热负载时PM表面热变形的变化量; 然后，结合理想分辨率公式和光线追迹软件求出加热负载的单色器分辨率; 最后，优化Cff实现分辨率的补偿。研究结果表明，以软X射线谱学显微光束线站为例，当出射光能量为1 000 eV时，将Cff由18优化至184，单色器分辨率即可与无热负载时的相同，该优化方法可有效补偿单色器分辨率的降低。

为实现同步辐射用光学元件面形的绝对检测，发展了镜面旋转对称三平板检测法。该方法将菲佐干涉法检测到的波前函数关于y轴分解成镜面对称部分与镜面非对称部分，再利用N次旋转取平均值消除镜面非对称部分，从而通过计算获得待测平面的绝对面形分布。推导了镜面旋转对称法检测矩形平面镜面形的公式，应用该方法设计了高精度矩形平面镜的测试实验，并进行了误差分析。实验结果表明，与传统三平板绝对测量方法相比较，两种方法在高度轮廓误差和斜率误差方面的计算结果都符合较好，其对比后的残差均方根(RMS)值分别为λ/500(λ=632.8 nm)与0.93 μrad。

为实现用小口径面形干涉仪完成对大口径光学镜面面形的检测，发展了斜入射检测方法，增大投射到待测镜上光斑的尺寸，从而增大干涉仪检测的镜面口径范围。推导了斜入射法检测平面反射镜面形的公式，并考虑了此方法可能引入的误差。对尺寸为124 mm×42 mm的平面反射镜分别在垂直和不同斜入射角条件下进行了测量，垂直入射时测得镜子工作表面面形起伏高度均方根（RMS）和峰谷(PV)值分别为16.3 nm和67.8 nm，斜入射时测得镜子工作表面的面形起伏高度RMS和PV值分别为16.8 nm和68.7 nm，相对误差分别为3%和0.9%，可以满足第三代同步辐射光束线的要求。

同步辐射(SR)用光学元件必须采用很大的入射角以得到较高的反射率,从而使得这类光学元件一般均为横向较窄而轴向甚长的长条状。为获得好的聚焦性能,这类光学元件的面形通常为非球面,包括圆柱面、环面等,曲率半径范围从约几十毫米到无穷大,因此同步辐射中的光学检测不同于可见光光学元件的检测方法。为了保证同步辐射光束线的传输效率,第三代同步辐射光束线要求镜子工作表面的斜率均方根(RMS)误差在3 μrad以下,表面粗糙度RMS要求小于0.3 nm,精确测量这些反射镜的表面轮廓对于建造同步辐射光束线非常重要。同步辐射光学检测设备除了常用的面形干涉仪、粗糙度仪外,还有一种可见光检测中没有的设备--长程面形仪(LTP)。着重介绍同步辐射中的光学检测手段。