在光学系统中,若只是采用球面光学元件,该元件只能提供球面曲率半径作为可优化项。与非球面相比离轴非球面还有离轴量以及口径限制,有着更加灵活的设计自由度,若应用与光学系统中可更好的提高成像质量,以及简化系统结构。目前制约离轴非球面大规模应用最主要的原因是检测手段的发展,尤其是高精度检测手段的发展。由于离轴非球面的特殊结构,在其检测系统中大多用到了特殊结构的补偿透镜而且这些补偿系统都与待测离轴非球面一一对应,检测周期较长,通用性较差。本文研究了一种无需设计特定的补偿系统,只需利用现有的标准透镜,搭建检测光路,得到系统波前,通过逆向迭代算法,解调检测的最终波前,得出被测离轴非球面面形信息。该方法不仅有效的检测了离轴非球面的面形信息,而且在离轴非球面的检测中有着比较强的通用性而且检测成本较低。本文的主要内容为:阐述了离轴非球面的检测现状,特别是现在最常使用的零位以及非零位的检测方法,说明了逆向迭代离轴非球面面形的必要性。引入zernike扩展理论,建立了基于zernike扩展理论的逆向迭代算法,该方法解决了二次以及高次离轴非球面检测中的面形拟合问题。通过仿真分析,分析了在最终检测波前中的的各项误差以及这些误差的处理方法。最后设计了离轴非球面的检测系统,搭建检测平台,对采集的干涉图样进行了分析处理,最终得到离轴非球面的面形。并且通过与中科院光电所先光中心CGH的检测结果进行了对比,验证了逆向迭代离轴非球面面形的可行性。