描述了利用低相干干涉技术实现光学镜面间距测量的方法。首先，采用微机电系统(MEMS)光开关多通道延迟结构实现测量范围的多倍增，然后通过共光路激光测距结构实现扫描反射镜的位移测量，再利用包络提取算法对低相干干涉信号的零光程差位置进行定位，最后实现镜面间距的高精度测量。实验测量系统为全光纤结构，利用该系统完成了对因瓦合金（Invar）标准块、大间距光学结构和光学镜组的镜面间距测量，在导轨扫描量程为300 mm的条件下，实现了在0.02~550 mm范围内的镜面间距测量，测量精度优于0.5 μm。该套系统可用于光刻机曝光系统、航测镜头、激光谐振腔等高性能精密光学系统的装调与检测。

透镜作为光学系统中最基本的光学元件,其中心厚度的加工误差和装配精度将直接关系到整个光学系统的成像质量.对镜面间距非接触测量技术进行了研究,重点介绍了图像法、轴向色散法、差动共焦法、低相干光干涉法等方法的测量原理和研究进展,指出了这些方法的优缺点和适用范围.这些方法都能满足一般光学系统的精度要求,其中低相干光干涉法测量精度最高,轴向色散法、差动共焦法次之,图像法测量精度最低.对光学镜面间距测量技术的发展趋势进行了论述.

研究了多光束非定域干涉现象,得到了多光束非定域干涉的反射光强分布函数.数值计算结果表明: 随着镜面反射系数的增加,多光束非定域干涉条纹半值宽度降低,条纹变得更加锐细,光谱分辨率提高；当镜面反射率较高时,除了暗条纹外,在低干涉级次处紧邻暗条纹还有很窄的亮条纹存在；亮条纹振幅逐渐衰减至背景光强度,干涉级次越低亮条纹振荡越明显；第一束反射光提供了一个均匀的背景,第二束反射光的加入产生了双光束干涉,干涉条纹较粗,对比度较低,更多光束的加入使干涉暗条纹变得锐细,在相邻暗条纹间出现了明暗相间的低强度明暗条纹；足够多光束的加入使相邻暗条纹间低强度变化的明暗条纹消失,同时在紧邻暗条纹处出现了振幅振荡衰减的亮条纹.最后,将多光束非定域干涉理论应用于光学滤波器的研究,结果表明: 提高镜面反射率,可以显著降低多光束非定域干涉的滤波带宽；改变镜面间距,可以灵活调整多光束干涉仪滤波波长和相消波长间距.

研究了多光束非定域干涉现象, 得到了多光束非定域干涉的透射光强分布函数。 理论研究结果表明, 干涉圆环中心位置光强与定域干涉结果一致。 对得到的多光束非定域干涉透射光强分布函数进行了数值分析, 分析结果表明随着镜面反射系数的增加, 非定域干涉条纹变得更加锐细, 光谱分辨率提高, 同时在低干涉级次处出现了噪声, 并且反射系数越高, 噪声越明显。 在镜面间距不变的情况下, 通过改变观察屏位置, 对透射光强分布进行数值分析, 结果表明干涉级次与干涉圆环倾角的余弦值存在线性关系, 通过求斜率可以得到镜面间距。 保持观察屏位置不变, 通过改变镜面间距, 数值分析结果表明干涉级次与干涉圆环半径平方存在线性关系, 并且直线斜率与镜面间距也存在线性关系。