由于非球面镜在性能上大大优于球面镜,近年来得到了广泛的应用,但非球面的加工和检验要比球面镜困难得多。本文主要以非球面透镜的加工表面为研究对像,按照超精密测量机的测量方式模拟测量数据点,研究一种基于曲线拟合和光线追迹方法的误差分析和像质评价方法,总结出一组成像质量评价参数。主要过程为首先采用非线性最小二乘拟合的方法进行曲线拟合,并计算出曲线上各点的切矢量和曲率半径,分析它们的误差,最后对拟合后的曲线用光线追迹的方法得到非球面镜的聚焦情况。主要包括以下内容:1.分析了各种非球面透镜加工和检测方法及其优缺点,阐明了非球面加工及检测的现状和研究意义。2.介绍了常用的几种曲线拟合方法,分析了它们的拟合精度和优缺点,并根据本课题研究的需要,最终选择了非线性最小二乘拟合法作为实际拟合方法。3.研究透镜和各种像差产生的原因和对成像质量的影响,找出了与透镜成像质量关系较密切的几个参数作为主要研究对像,通过分析传统的评定参数与光学性能的联系,提出成像质量的评定参数:切矢误差、曲率半径误差、聚焦误差。4.对光线追迹方法的研究,给出光路计算公式和基本流程图。用光线追迹的方法求出不同高度的平行光线经过非球面镜后与光轴的交点,。5.将以上方法用于实际数据的处理中,对一组透镜表面数据进行拟合、分析,最终得出透镜的表面形状误差、各点的切矢、曲率半径误差以及光线的聚焦误差,并用matlab仿真出曲线图。