随着光学领域的快速发展,光学仪器的应用越来越广泛,对光学系统及光学元件面形精度的要求也越来越高。作为加工精度的保障,对面形精度的检测已成为研究的重点之一。激光干涉测量法具有非接触测量、响应速度快、稳定性好、检测精度高等优点,是现有的几种检测方法中最常用的检测方法,但激光干涉仪口径通常较小,难以直接应用于大口径光学元件及系统的检测。为解决大口径元件及系统检测困难的问题,本文提出了一种干涉仪用大口径平面波扩束装置,主要对该装置的光学设计、光学元件的研制以及总体装调等方面展开研究。该装置扩束倍率为4倍,出射光束直径400mm。在文中主要完成以下工作:(1)首先对国内外大口径平面波干涉仪研究现状及扩束系统的研究状况展开调研,并根据设计要求,比较分析几种扩束系统后采用离轴反射式扩束系统。根据两镜系统计算扩束系统的初始结构,利用ZEMAX软件优化结构得到符合技术要求的设计结果,并对系统进行误差分析,给出各项公差范围。(2)研究离轴凹抛物面及凸抛物面的起始球面的计算方法,分别给出加工方法和各带的修磨量参数。对两镜的检测方法,分别采用无像差点检测法检测离轴凹抛物面镜及工艺球面补偿法与离轴Hindle球法结合检测离轴凸抛物面,结合干涉仪检测各个镜面的干涉图显示镜面面形精度RMS≤λ/40(λ=0.6328μm)。(3)干涉仪用大口径平面波扩束装置的总体装调包括机械件的拼装及主次镜的安装与调试。研究分析环境温度对装置精度的影响较大,采用殷钢制成的温度补偿结构可以减小这种不良影响。主次镜的装调要先确定主光轴,再利用干涉仪与标准平面镜进行主次镜的安装与调试,测得系统波像差满足RMS≤λ/20(λ=0.6328μm)的要求。