一般小口径光学元件（通光口径≤100mm）在车间大都用斐索干涉仪量，原理如图D.6(a)，激光束经扩束镜后聚焦在光阑中心3处，由光阑光点发出的球面波依次经过分光镜和准直物镜形成准直光射向标准镜组，由标准镜组的标准面的反射光原路返回，形成参考光波∑；另一路光波通过干涉仪到达被测平面再返回，与参考光波形成等厚干涉条纹。由于光路是垂直射向标准面的，故相应两条纹间的光程差为λ，相应的空气隙厚度为λ/2。当减少空气隙厚度时，同级序的干涉条纹将保持原来光程差值方向移动，由此确定面形偏差。具体识别方法可参照国家标准GB/T 2831-2009的规定。球面测量方法与平面量量差不多，只是将干涉仪的标准镜组换成球面标准镜组。

（a）平面测量原理图（来自网络配图）

（b）球面测量原理图

图D.6斐索干涉仪量量原理图

1：激光器；2：扩束镜；3：光阑；4：分光镜；5：准直物镜；6：平面平晶；7：标准面； 8：被测面； 9：成像镜头；10：固定透镜；11：标准镜组；12 被测球面镜

在实验室一般采用干涉仪量量，干涉仪的种类很多，国内主要运用ZYGO干涉仪（如图D.7）进行测量。干涉仪平面光波的口径可达φ600mm，其测量精度可达λ/40，但在实际量量过程中，测量精度还要受到标准镜头的限制。

（a）卧式干涉仪

（b）立式干涉仪

图D.7干涉仪

凹球面（非球面）镜及平面镜均可直接更换标准镜头进行测量，对于凸面镜则要借助辅助凸面镜测量，如图D.8。

近年来大型高精度光学元件加工技术日益成熟，相对口径比较大。在测量面型时，由于干涉仪所配的标准镜头满足不了量量要求，需要专门为此做一个补偿镜，测量方法原理如图D.9。运用补偿镜测量的光学元件，口径都比较大，测量过程中环境影响比较大，可将干涉仪的原始数据提取出来，以多次测量求平均值作为最终测量结果。

图D.8 凸面镜量量原理图

1：干涉仪； 2：标准镜组；3：被测面； 4：标准镜面

图D.9补偿镜组测量面形原理图

1:干涉仪; 2:标准镜组; 3:补偿镜组; 4:被测镜面

由于大型光学元件材料本身就很昂贵，故每道加工工序都要严格控制。大型光学元件加工主要为粗磨、精磨和抛光这三道工序，粗磨和精磨工序需进行几何外形尺寸测量，抛光工序主要测量工作面面形。粗磨和精磨加工目前主要用三坐标进行检测，如图D.10。抛光加工主要用干涉仪检测，如图D.7和图D.9。

图D.10 三坐标检测图

在大型光学元件抛光检测过程中，可以用刀口仪进行检测，对于有经验的加工人员来说，用刀口仪进行检测可直观地反映面形情况，如图D.11，现在有已有数字刀口仪。加工人员可根据刀口仪显示的干涉图进行局部抛光研磨，修改面形。

(a)原理图

（b）刀口仪检测阴影图 (参考《光学测量》杨志文 兵器工业出版社)

图D.11 刀口仪检测原理图

1:显微镜; 2:刀口仪; 3:被检测镜面