本文根据技术指标的要求设计了一个口径D=60mm，焦距f′=1000mm，视场2ω=0.8°×0.4°，离轴角2ψ≈2.292°的离轴非球面反射式准直系统，利用ZEMAX对系统进行了优化；文章计算了离轴非球面反射镜的非球面度以及修磨量，考虑用预挖圆槽法解决由于挖圆法带来应力问题；准直系统用于模拟有限距离物体时需要进行精确的离焦以获得相应的发散光束，基于精确离焦的目的，文章提出了采用Talbot自成像莫尔条纹法通过测量莫尔条纹转角算得离焦量，在测量莫尔条纹角度方面，文章采用了CCD采集莫尔条纹图，利用计算机对图像进行处理得到条纹对应的频谱点，由频谱点坐标算得条纹角度，文章给出了处理图像和查找频谱点坐标的程序，为消除数字图像的离散性给测算亮点坐标带来的误差，文章利用离散傅立叶变换公式进行迭代，通过比较频谱值得到精确的坐标值；文章采用横向剪切干涉法对离轴非球面反射镜出射光束的波前进行检测，深入分析了干涉图与波前差的关系，并阐述了波前拟合原理。