随着光学行业以及相关技术领域的发展,光学表面面形的检测精度需求也越来越高。球面绝对检测方法可以去除参考面面形误差的影响,从而提高了被检面的检测精度。本文以三位置球面面形绝对检测原理为中心,讨论分析了与其相关的检测方法,包括两位置球面面形检测和五位置球面面形绝对检测。基于Zygo数字波面干涉仪,设计了针对三位置球面面形检测方法的高精度旋转控制的6自由度实验机构,并分析了机构的在各位置的调整误差,从而进一步对实验方法与操作步骤提出了细致的要求。设计并且分析了与三位置球面面形绝对检测方法相关的几个实验：(1)三位置球面面形绝对检测重复性实验；(2)三位置球面面形绝对检测与两位置球面面形检测的检测精度对比实验；(3)三位置球面面形绝对检测检测精度实验；(4)五位置球面面形绝对检测检测精度实验。在实验分析中,着重讨论了三位置检测猫眼位置的参考镜Zernike 2θ项误差。对于高精度的面形检测,误差是影响最终测试结果的重要因素。因此本文后续分析了三位置球面面形绝对检测实验中所涉及的误差。将误差分为干涉仪中的误差和干涉仪外的误差,干涉仪中的误差包括PZT误差、CCD误差、激光光源误差。干涉仪外的误差主要是环境扰动误差,包括空气扰动误差、振动误差。