非球面光学元件的检测不仅包括非球面面形的检测，也包括非球面透镜中心误差的测量，由于在各种光学系统中，光轴的共轴性是保证光学系统成像质量的基本要求，而在非球面透镜的加工过程中，由于人为、工艺、机器等因素的影响，会产生中心误差，从而破坏了实际光学系统的共轴性，因此非球面透镜中心误差也是评价非球面透镜的重要指标。对于非球面反射镜，在其安装过程中会产生非球面反射镜的光轴和光学系统的光轴不重合的问题，也破坏了光学系统的共轴性，因此研究和设计轴对称非球面透镜中心误差的测量系统和确定非球面反射镜的光轴是本课题的主要任务。 本文介绍了一种抛物面反射镜光轴确定的方法，利用两束平行光，分别是一束与机械旋转轴平行的光和一束与机械旋转轴成一定角度的斜平行光，这两束平行光同时入射到抛物面反射镜，当抛物面反射镜绕着机械旋转轴旋转时，利用上述两束平行光经抛物面反射镜反射后的像点运动，调整抛物面反射镜的位置，直到像点不随反射镜的旋转而变化，说明反射镜的光轴与机械旋转轴重合。该方法的定轴的精度可以达到：倾斜误差1，平移误差5μm。对于轴对称非球面透镜中心误差的测量，本文是利用两束不同入射高度的激光经束腰变换光学系统后入射到被测透镜的非球面表面，分别由CCD摄像头接收非球面的反射激光光斑，CCD的光敏面在反射激光光束的束腰位置，调整被测透镜位置，直到同时满足上述两个反射激光的束腰中心位置不随被测非球面透镜旋转而变化时，则说明被测透镜的非球面对称轴与机械旋转轴重合，再利用球面偏心测量系统检测被测透镜球面一面的偏心量，即可以求得被测非球面透镜的中心误差，该测量系统的测量精度可达到10"。通过实验表明，文中设计非球面透镜中心误差的测量系统是正确可行的，而且有较高的测量精度。