中频波前均方根(PSD1)是用来评价光学元件中频段波前质量的关键参数, 在对其进行数值计算之前, 需要对波前数据进行频率域滤波。滤波后的数据易导致待测区域内、外的数据截断, 引入较大的边缘高频误差与吉布斯噪声, 从而严重影响了计算准确度。为了减小数据截断带来的影响, 通过对边缘截断的数据做趋优填充, 减少截断区域内外的空间频率突变。通过对现有的空域预处理方法进行对比, 提出了一种四向扩展平均算法。经试验验证, 所提出的方法可以较好地还原光学元件的中频段面形, 显著提高PSD1测量准确度, 试验表明所提出的方法较标准值的误差平均值小于5%。

在高功率激光系统中，大口径元件的中频波前影响系统的安全运行，中频波前均方根(PSD1)是用来评价中频波前质量的关键参数。由于大口径干涉仪在系统传递函数(STF)上不能完全满足中频波前的检测要求，提出采用小口径高分辨率干涉仪检测的统计分析方法，建立了统计理论模型，分析了测量不确定度。建立了子区域PSD1检测装置，提出了子区域倾斜补偿法，提高了检测精度。理论及实验结果表明针对400 mm×400 mm分析区域，子区域数量设置为4×4，置信水平为95.4%时，测量不确定度为±0.266 nm。该方法与大口径干涉仪检测法的对比实验表明，400 mm×400 mm分析区域内检测结果偏差小于5%。子区域统计分析法是对大口径干涉仪检测法的有益补充，对先进光学制造工艺的优化具有重要的参考价值。