近些年来,离轴抛物面反射镜在激光聚变、空间技术、大型光学望远镜等领域有着越来越广泛的应用,而随着激光技术的迅速发展,长焦距大离轴量抛物面反射镜(Long Foca Length and Large Off Axis Parabolic Reflector 以下文中以“LFLLO APR”代替)的需求也越来越大。目前,LFLLOAPR主要应用于高能激光器,虽然应用范围不大,但是对长焦距离轴平行光管和超强超短激光器的相关技术发展有着重要的影响。然而,LFLLOAPR的长焦距、大离轴量等特点使得其检测非常困难,常规补偿法检测存在误差累计环节多、检测精度低、占用间距较大等问题。同时,由于测试超长焦距以及超大离轴量的大口径抛物面反射镜需要非常大的空间,因此,在测试过程中,对环境要求极高。轻微的振动,空气扰动等干扰因素都会对测试结果产生巨大的影响。综上所述,LFLLOAPR在高能激光中有着重要的应用价值,然而由于其光学特性的特殊性,必须对检测方法进行优化设计,对各环节误差进行合理分配及分解,方能满足实际测试及制备需求。为此,本文采用一种偏轴两镜系统检测方法,可以在5×8m空间内实现对LFLLOAPR(焦距20米级、离轴角30°)的高精度检测,结构简单、测量精度高,完全可以满足实际LFLLOAPR的实际高精度检测需求。首先,分析了 LFLLOAPR的光学特性,尤其是像差表现。在此基础上,分析了三种检测方案,对各检测方案的优缺点及测试精度进行分析和评估,经详细优化对比,最终决定采用偏轴两镜系统方案对LFLLOAPR进行检测。其次,对偏轴两镜系统的结构进行了详细设计,建立了偏轴两镜系统的数学模型。分析了主镜与副镜位置关系对最终测量结果的影响,同时,在数学模型基础上引入各环节可能产生的误差,建立了偏轴两镜系统的误差模型。随后,在详细设计及数学模型的基础上,对整个偏轴检测系统对LFLLOAPR的测试效果进行了仿真,同时分析了各环节误差对最终测试结果及测量精度的影响,得到该检测系统的主镜与次镜间距、主镜偏轴角、副镜偏轴角等公差范围,模拟仿真了检测系统的检测精度。最后,搭建了实验平台,结合矫正球面反射镜和ZYGO干涉仪完成了焦距450mm、离轴量100mm、口径110mm的大离轴量抛物面反射镜检测,实验结果的波前差RMS达到了预期要求。与理论计算、仿真结果相吻合,验证了偏轴两镜系统的检测方法对LFLLOAPR测试的可行性和公差可实施性。