目前光学探测器被广泛的应用在各个领域,随着科技的快速发展其需求量也逐渐增加,单晶锗二维转鼓作为光学探测器中的核心元件,由于其不规则性及晶体特殊性,制约着光学探测器普遍使用的前提,因此高效生产满足各项技术指标要求的二维转鼓是超精密加工及检测的关键问题。单晶锗属于脆性材料,具有高脆性、易碎、硬度高、断裂韧性低和各向异性的特征,传统的加工方法很难保证转鼓各折射面的面形精度及表面质量,必须要釆用超精密加工技术,通过控制切削工艺参数实现脆塑转变,从而使材料以塑性域切削方式去除。确定一套最佳的单晶锗二维转鼓超精密加工工艺及寻找一种合理有效的检测方法至关重要。本文基于单晶锗二维转鼓的不规则性和晶体的各向异性特征,通过脆塑转变切削厚度和最小切削厚度,确定塑性域切削条件,确定{100}晶面、{110}晶面及{111}晶面脆塑转变临界切削厚度分布规律,建立单晶锗超精密加工刀具刃口切削力模型,分析切削过程中的关键影响因素。建立单晶锗超精密切削的正交切削模型,分析切削参数和刀具参数的变化对单晶锗切削过程中水平切削力和径向切削力及切屑形态的影响规律,判断脆塑转变临界切削厚度及最小切削厚度与刀具刃口钝圆半径的关系,研究{100}晶面、{110}晶面及{111}晶面对切削过程中切削力的影响规律。通过{110}晶面不同切削工艺参数的飞切试验,分析不同加工工艺参数对加工表面质量的影响规律,对飞切工艺参数进行优化,从而获得一套最佳的转鼓飞切工艺参数。基于二维转鼓角度检测方法,设计并搭建转鼓测角平台测量系统,该检测方法可实现转鼓二维角度的一体化测量,最终形成具有加工工艺及检测方法的完整性系统。