非球面光学元件能显著提高系统像质、扩大视场、减少光学元件数量、减轻系统体积和重量,在现代光学系统中得到广泛应用。通用的非球面在线检测方法对于非球面的加工具有重要意义。部分补偿法通过部分补偿器的复用能实现通用性,数字莫尔移相干涉法仅需一幅实际干涉图能实现在线检测,结合上述两者理论上能满足通用性的非球面在线检测的要求。但是数字莫尔移相干涉法动态范围有限,这限制了两者结合之后的通用性,所以研究如何扩展相位解算过程的动态范围十分关键。本文基于部分补偿法和数字莫尔移相干涉法,进行非球面干涉测量中大动态范围相位解算方法研究,具体工作如下:1、研究了数字莫尔移相干涉法频谱特性。通过对数字莫尔移相干涉法频谱特性进行研究,给出了数字莫尔移相干涉法中空间载波的取值范围、滤波器参数的选择以及数字莫尔移相干涉法的动态范围。仿真说明剩余波前过大时会出现频谱混叠噪声。2、研究了应用于数字莫尔法的正则化相位追踪算法。将正则化相位追踪法与数字莫尔法进行结合,给出了数字莫尔合成图的正则化数学模型,构造了满足连续性先验假设的能量函数,设计实现了基于梯度下降函数的相位估算算法。仿真验证正则化相位追踪法的理论可行性。3、研究了基于小波去噪的相位提取算法。提出基于小波去噪的数字莫尔移相干涉法的改进方法,介绍了基于小波去噪的相位解算算法的流程,对小波去噪方法中的关键问题进行说明,包括信号的分解、处理区域的确定及阈值的选择三个方面,并对小波去噪方法的动态范围进行了分析讨论。仿真验证小波去噪法的理论可行性。4、设计并实验验证了正则化相位追踪算法和小波去噪算法可行性。设计进行球面镜离焦实验,给出正则化相位追踪法及小波去噪法的数据处理过程及结果,进行结果分析。正则化相位追踪算法应用于实际干涉图解相时受噪声影响误差较大;小波去噪算法应用于实际干涉图解相时精度较高,相位解算精度PV值优于1 14λ,RMS值优于1 100λ,重复性精度PV值优于1 30λ,RMS值优于1 170λ。本文主要对正则化相位追踪算法和基于小波去噪的相位提取算法进行了研究。基于小波去噪的相位提取算法能有效扩展数字莫尔移相干涉法的动态范围,扩大部分补偿器补偿范围,有助于实现通用性的非球面在线检测。