随着现代科学技术的发展，人们对光学系统性能的要求日益提高，非球面已经越来越广泛地应用于各种精密光学系统或特殊的光学系统。此外，光学精密加工技术的发展也使大口径高精度非球面的加工成为可能。加工高精度的非球面必须要有与加工精度相匹配的检测技术。当前，非球面的检测一般采用干涉法，其中，计算全息法（CGH）在高精度的非球面检测中被广泛采用。该方法的基本原理是利用CGH生成理想的非球面波前和实际的检测波前相干涉来实现非球面面形的高精度检测。因此，如何设计CGH并分析其精度对整个检测精度的影响具有十分重要的意义。论文首先介绍了非球面及其检测的基本知识，随后简要介绍了CGH检测非球面的检测原理及其设计、制作过程。其中，特别介绍了利用电子束直写机制作CGH的过程，以便分析其编码误差。然后，研究了利用光线追迹理论和标量衍射理论设计CGH的基本理论、设计思路及具体设计方法，并对二者的优缺点作了比较，为CGH的设计提供必要的理论依据。随后，针对具体的待检测非球面利用光线追迹理论，分别用Matlab和Zemax得到了具体的设计结果，并且二者的计算结果基本一致。最后，利用标量衍射理论和二元线性光栅模型并结合CGH的设计制作过程，研究了CGH的基底面形误差、刻蚀占空比误差、刻蚀位置误差、刻蚀深度误差、直写编码误差，并对占空比、刻蚀深度的参数优化做了具体的分析，通过对制作误差的分析给出了制作参数选择的意见。结果表明：（a）选择1级光作为检测光，此时衍射效率最高且占空比对衍射波前相位没有影响；（b）针对不同的制作精度选择合适的占空比和刻蚀深度以便平衡衍射效率和检测精度。比如，当制作过程中占空比和刻蚀深度的波动都不是很大（假设公差为1%）时，刻蚀深度应该选择0.4λ附近，占空比选择45%至50%，这样既能保证有足够高的衍射效率，又可兼顾占空比波动和刻蚀深度波动对衍射波前的影响；（c）直写机的制作容差限越小，也就是说刻蚀设备所能刻蚀的最小线宽越小，支持的刻蚀角度越多，精度越高，编码误差也就越小。论文探索了CGH的设计方法，定量分析了CGH的制作误差，可为非球面光学器件的高精度检测提供理论基础，对检测结果的分析具有指导意义。