非球面因其具有更高的自由度,有利于简化结构、减小像差等球面无法比拟的优势,越来越广泛地应用于光学设计中,但国内高精度非接触式非球面检测系统研制一直比较落后,国外检测设备也非常昂贵,限制了非球面技术在中小型企业及院校的进一步推广。为了解决这一问题,本文提出了一种基于激光扫描技术的非球面测量方法,利用细激光束扫描非球面的轮廓面得到非球面的面形曲线,论文完成的工作和创新点主要包括以下几个方面:1、分析现有的各种非球面测量系统的优缺点,考虑操作环境、实际需求等因素选择激光扫描式测量方案。分析以往激光扫描式测量方案的结构形式,提出一种在光路中加入反射镜的方案,用直线和旋转扫描机构带动反射镜进行扫描,增大了系统的测量范围并减小系统的复杂程度。2、以往的激光扫描方案,通过测量反射光束在CCD上的位置进行测角,CCD的大小和精度限制了测量精度的提高,本课题首次提出通过PSD寻找光斑中心实现改进型自准直测量的方式来进行角度测量,提高了系统的测量精度。3、针对提出的方案设计完整光路,选型合适的光电器件。在LightTools中对完整光路进行建模,确定光路中各个光学元件的位置和参数以及扫描机构的量程及精度。分析模拟数据发现需要在光路中加入缩束镜,根据LightTools中模拟数据设置参数,在CODEV中进行优化设计。4、设计缩束镜和反射镜固定组件的机械结构,在系统各部分光机器件加工完成后进行装配和调试,并选择合适的非球面进行系统测试,采集直线位移、旋转角度以及PSD探测的数据。5、利用迭代算法处理收集到的数据,重现待测非球面的面形,并与理论面形作比对,分析测量精度和产生误差的原因。