针对移相干涉测量中振动引起的移相误差和对比度变化, 提出了一种从空间载波干涉图频谱中提取移相和对比度信息的方法。该方法通过分析载波干涉图频谱, 从基带和边带中提取移相和对比度信息, 运用最小二乘法补偿对比度变化并复原波前位相。最后采用构造平滑孔径函数对带有孔径的干涉图进行处理。数值仿真证明: 提出的方法可以高精度检测移相量和对比度变化, 能够有效补偿因对比度变化引起的位相复原误差。在频率为9 Hz、幅度为0.5 μm的简谐振动条件下实验验证了本文方法的实用性。结果显示: 从受振动干扰的干涉图中复原平晶表面时, 其复原误差PV值小于0.015波长。该方法无需硬件改动, 有望为移相干涉测量应用于现场测量提供一种低成本的解决方法。

为满足大口径光学元件多模式组合加工技术(MCM)的需要，研制了JP-01型数控抛光机械手。该机械手采用柱坐标结构，ρ-θ极坐标运动方式，ρ、θ两轴联动完成MCM加工所需各种运动。运用齐次坐标变换理论和Preston 方程，在分析机械手抛光过程中工件表面上任意一点的相对速度、压强及抛光时间的基础上，建立了机械手抛光的材料去除数学模型，同时求解了JP-01型机械手的位姿转换矩阵。运用所建立的数学模型对MCM加工中修正环带误差和局部误差时单个抛光盘常用运动模式的材料去除特性进行了计算机模拟。应用JP-01型机械手对一口径为240 mm，F数为1.5的球面反射镜进行了确定性抛光实验，最终面形精度达到14.6 nm(RMS)。实验表明，所测得数据与理论分析数据吻合，建立的数学模型能真实反映材料去除分布特性，可以指导抛光实现确定性加工，JP-01型机械手能够提供MCM加工所需运动形式。

自由曲面光学是先进光学工程领域的前沿代表性技术之一。在成像系统中,该技术可以矫正像差、提高成像质量、减小系统单元数量及重量;在高性能照明系统设计中,该技术不仅可以有效提高光能利用率,更可消除系统对照明方向性的严格要求,并且提供了很大的设计自由度。从系统设计、元件制造及检测方法角度对自由曲面光学进行阐述,提炼关键技术并探讨实施手段和方案。