非球面光学元件是现代大型光学系统重要的组成部分,随着光学技术的发展,光学系统对各种面形的高精度光学元件的需求日益增加。柱面便是其中一种特殊的二次曲面。柱面在子午和弧矢方向的光焦度不同,能够实现特殊的成像,在光束整形领域有着独一无二的作用。目前,高精度柱面的实际应用还十分有限,主要原因在于高精度柱面的面形检测十分困难,这使得高精度柱面的加工陷入瓶颈。本论文主要的工作内容是研究大口径凹圆柱面的检测技术,这是一种以计算全息法为检测手段,通过拼接的方式检测大口径凹圆柱面反射镜的高精度面形检测方法。该检测方法可以实现一套光路设备检测一定范围内任意曲率半径的凹圆柱面镜,无需单独设计,可降低检测成本。本论文研究工作的主要任务是解决大口径凹圆柱面计算全息设计的理论和技术问题,研究计算全息检测圆柱面图像的一维拼接,发展一种检测大口径凹圆柱面镜的方法。论文的的研究工作包括以下几个部分。1介绍了现有的非球面检测方法及其特点,对该方法在传统非球面使用情况进行调研,分析其优势和局限性,选择适用于柱面检测的方法作为研究方向,为后续研究奠定基础。2阐述了计算全息的工作原理,分析使用计算全息检测圆柱面需要对全息片和光路的设计做出的优化改动。3设计计算全息片实例,在软件中仿真计算全息图检测圆柱面光路。分别用光线追迹和软件仿真的方法设计并获得全息片的参数,将两种方法得到的全息图相位分布和条纹坐标进行比对。仿真结果表明,光线追迹计算得到的相位函数与软件仿真结果具有良好的一致性。4结合传统非球面子孔径拼接原理,对子孔径的拼接算法做出优化改动。先利用实验检测得到的某一幅检测结果图像进行一维的切割采样,用切割得到的矩形子孔径进行拼接实验,确认重构的全口径面形与原面形趋于一致。搭建实验平台进行实验。利用加工制作的计算全息图和实验室提供的Zygo干涉仪搭建圆柱面检测系统,完成圆柱面的面型检测。