在光学系统中采用非球面光学元件,不仅可以减少光学元件的数量和减轻重量,缩小系统的尺寸,简化仪器结构,而且有利于校正像差,改善成像质量,还能够增加光学设计的自由度,降低成本。因此在现代光学系统中得到了广泛应用。由于红外Ge材料特殊的加工特性及单点金刚石车削技术的发展,红外非球面光学元件的设计和加工技术及其应用得到了快速的发展,光学非球面具有优异的光学性能,在空间相机、大型望远镜以及红外导引等国防关键技术领域以及民用光电产品方面有着越来越重要的广泛应用。接触式轮廓仪检测作为非球面检测的主要手段,随着非球面设计和加工技术的发展,对光学非球面元件的面形参数的检测提出了很高的要求。在已有检测仪器的条件下,扩展仪器的检测范围,提高非球面面形检测精度。本文的主要研究工作包括以下几个方面:结合Taylor-Hobson PGI 1240接触式轮廓仪测试系统,导出轮廓测试数据,通过Matlab软件对单条线的测试结果进行拟合,与轮廓粗糙度测试仪的测试结果进行比对,验证Matlab算法的正确性;用标准的球面镜,用接触式轮廓仪测试系统,通过改进的方法进行测试,用Matlab软件对测试数据进行拟合得到三维形貌,与激光干涉仪测试结果比对,验证算法的正确性;通过试验验证,实现非球面面形的准确测试;分析研究了测试系统的测量不确定度,对测试系统的合成不确定度进行了估算。