非球面的测量原理如图 1。3 所示。在测试光路中插入部分补偿透镜之后继续检测，并得到带有非球面面形误差信息的干涉图，经过数据处理得出实际系统的波面图，再使用光线追迹的方法得到系统的理论波面，通过比较两波面的偏离程度即可得到待测非球面元件的面形误差，此测量方法中面形的测量精度可以达到（=633nm）。

图1。3  部分补偿法非球面的测量原理

子孔径拼接法[13]：使用子孔径拼接法检测非球面需要将一定口径的待测非球面元件划分成若干口径相同的子孔径，并且这些子孔径的测量范围可以覆盖整个待测非球面元件的表面，要求各个相邻的子孔径之间都具有一定的重叠区域；接下来使用高精度小口径的干涉仪对子孔径逐一进行检测，通过移动被检元件或干涉仪来变换各个不同的检测口径区域，直至检测到全部子孔径的面形，然后采用拼接技术得到整个待测非球面元件的检测结果。该方法利用的是“以小拼大”的思想进行非球面的子孔径拼接测量，它具有低成本、高精度、检测的光学元件口径范围大等诸多优点，是检测面形误差的有效手段,该方法的测量口径可以达到500mm。子孔径拼接法主要分为圆形子孔径拼接和环形子孔径拼接。论文网

使用圆形子孔径拼接法比较典型的仪器如QED公司的SSI，能够高精度的检测口径在 200mm 以内的平面、球面以及有适当陡度的非球面元件。如图1。4所示，当非球面的非球面度比较大时，通常需要较多的子孔径，并且子孔径内的条纹非常密集，对采样CCD分辨率的要求较高，为了实现对高非球面度的非球面更加快速且准确的检测，QED 公司推出了带有可变补偿器的产品ASI,该产品可检测口径为200mm和 1000 个波长偏差的高非球面度梯度的非球面，该干涉仪所测量的非球面的面形精度可达到~ [16]。

图1。4  圆形子孔径拼接法、SSI拼接干涉仪、ASI中的可变补偿器

环形子孔径拼接法[17]最早是在1993年由意大利的M。Melozzi和L。Pezzati提出的一种基于相关相位数据的拼接算法，该方法要求相邻子孔径之间要具有一定部分的重叠区域。如图1。5所示，该方法通过对非球面轴向移动距离的控制，对非球面的子孔径进行划分，使划分的子孔径能被CCD完全分辨，在子孔径区域内不存在欠采样情况，且相邻子孔径之间有一定的重叠区域，通过对相邻子孔径之间的重叠区域的相对误差使用最小二乘法进行处理，求出相对装调误差，将两个子孔径建立在一个共同的基准之上，实现面型误差的求取。但这种方法的缺点在于由于参考子孔径的设定，使得检测结果存在一定的装调误差且随着不断的拼接，使得误差不断累积。浙江大学的韦涛在对各子孔径进行两两拼接之后对拼接数据进行泽尼克多项式拟合消除整体误差完成全局优化拼接，减小了相对误差对结果的影响，提高了子孔径的拼接精度，但该方法计算量庞大。