大口径反射镜的加工水平一直受到光学检测水平的限制,尤其是处于研磨到抛光过渡阶段的面形检测,目前还没有一种较为成熟有效的检测手段。基于以上问题,本文选取条纹反射法对过渡阶段光学反射镜进行三维轮廓测量展开研究,该方法利用带有相位信息的结构光向待测物体表面进行投射,由CCD相机拍摄受到物体表面调制后的变形条纹图像,通过计算变形条纹的相位变化得到反射镜表面各点的梯度数据,最后对梯度数据进行积分拟合出镜面物体三维轮廓信息。本文研究了条纹反射法中梯度获取,梯度积分以及检测系统标定等关键技术。其中梯度数据需要利用到的数字相移技术和相位展开来获取,我们首先对这两种技术的方法和原理进行了研究,并通过计算机仿真分析比较了相位展开技术中常用的路径跟踪算法Goldstein枝切法和质量图导引法在不同信噪比(SNR)情况下的相位展开情况。在对梯度积分算法的研究过程中,本文基于Southwell积分模型提出了一种改进迭代补偿算法,该方法利用衰减系数控制补偿高度,通过对高度残差不断迭代累加从而逐渐完善面形。仿真结果表明改进迭代算法具有更快的收敛率,更高的中高频拟合精度等优势。为减小在实际测量中矢高不确定对梯度数据造成的误差,本文联合改进迭代方法与SCOTS梯度求解算法提出双迭代算法,算法在每次迭代的过程中都会更新一次梯度数据,更新后的梯度值逐渐向实际面形的真实梯度值收敛,在仿真对比实验中验证了其优越性。条纹反射法高精度的检测结果建立在高精度的系统标定基础之上,文中利用2D平面黑白格标定靶对CCD相机进行标定,得到了相机的内外参数和畸变系数,实现了对相机投影矢量的标定。为避免条纹伪影对面形拟合精度的影响,文中还对LCD屏幕的非线性问题进行了灰度值的线性补偿,矫正后的亮度均方根误差仅为校正前的1/15。在实际检测实验中,本文使用条纹反射法实测一个口径1540 mm的高次非球面,实验结果与干涉仪测量结果进行比较分析,二种方法的面形误差分布基本相同,验证了条纹反射法对过渡阶段大口径反射镜的全口径高精度检测的可行性。