基于泰伯效应和莫尔条纹技术的大口径长焦距测试方法中,两光栅栅线夹角,莫尔条纹与水平方向的夹角对长焦距测量精度影响较大,本论文从两方面着手对此展开研究。一方面,针对测试系统中成像光路对莫尔条纹与水平方向夹角的影响,进行了仿真分析,提出调整方法并实验验证调整效果。另一方面,为了进一步提高长焦距测量精度,本文提出了一种基于莫尔条纹匹配技术的长焦距测量方法,并进行了仿真分析和实验。大口径长焦距测量系统中,为了缩小测量系统的尺寸,加入两块反射镜形成折返光路。折返光路中两块反射镜的安装误差是影响测量结果的重要因素。将条纹理解成条纹成像面上的点光源阵列,通过这一思路分析了反射镜偏转角度对最终检测结果的影响。研究了反射镜偏转角度与反射镜单位法向量的计算公式,结合反射定律的矩阵形式,求出入射光矢量到出射光矢量的变换矩阵。基于反射镜的单位法向量、出射光的方向向量,利用解析几何得到理想接收屏上条纹所在直线的方程,求出接收屏上测得的条纹的角度。计算了两块反射镜小角度旋转的49种组合情况下,莫尔条纹角度的偏差结果。使用自准直仪分光路的方法调整反射镜,将反射镜安装误差控制在1秒以内,莫尔条纹角度的偏差在10-4度数量级。通过实验验证莫尔条纹的测量精度实际达到0.005度,充分说明了反射镜的调整效果,消除了大孔径长焦距测量系统中成像光路的误差。基于朗奇光栅莫尔条纹的长焦距测量方法的测量精度主要取决于光栅栅线夹角和莫尔条纹与水平方向的夹角。为了进一步提高长焦距测量精度,本文提出了一种基于莫尔条纹匹配技术的长焦距测量方法。该方法采用发散光作为光源,不加待测长焦距透镜时,沿光轴移动第二朗奇光栅至第一郎奇光栅的泰伯距离处,CCD可以得到一幅对比清晰的莫尔条纹图；把待测透镜加入光路后,前后沿光轴移动发散光源,发散光经过被测透镜汇聚之后入射到光栅,CCD得到新的莫尔条纹图,当两幅莫尔条纹图完全匹配时,用组合焦距公式计算出被测透镜的焦距值。传统方法中两块光栅的栅线夹角和莫尔条纹的斜率是限制计算精度的关键因素。该方法中,计算公式不需要两块光栅的栅线夹角和莫尔条纹的斜率,采用莫尔条纹角度作为图像匹配的依据。精度分析和实验证明了该方案的有效性和优势,实验结果表明,焦距测量相对精度达到0.018%,具有很好的应用前景。