光学非球面在现代光学系统中得到越来越广泛的运用,非球面面形的高精度检测一直以来都是光学加工的前提。本文针对非球面干涉测量存在的两类问题,即补偿器专一性问题和局部误差检测问题进行分析,提出了基于高次非球面透镜的近零位可变补偿检测技术和基于空间光调制器的动态补偿检测技术。从高次非球面的特性出发,设计、优化、加工了具有大范围补偿特性的高次非球面补偿透镜,以两块326mm口径椭球面验证了高次非球面透镜的补偿能力。研究了空间光调制器的相位调制特性,验证了其动态补偿能力,并针对其进一步在误差检测方面的运用提出了解决方案。论文研究内容主要分为以下三个方面:1.高次非球面可变像差特性研究。从几何像差理论出发,分析高次面的几何特性和光学像差特性;分析轴向间距对高次非球面透镜补偿能力的影响;最后仿真了高次非球面透镜的补偿能力,针对已知参数的高次非球面透镜绘制了补偿范围域。2.高次非球面透镜可变补偿系统。以不同面形参数的非球面试件为被测件,对高次非球面的面形参数进行设计优化,模拟其可变补偿能力;针对高次非球面透镜小口径、高陡度和大非球面度的特性,采用了基于确定性修形和环形子孔径拼接的加工检测方法,实现了高次非球面透镜高次面优于0.5λPV,平面0.08λPV的加工;以两块326mm口径椭球面验证了高次非球面透镜的补偿能力。3.空间光调制器的动态补偿研究。从空间光调制器的工作原理出发,分析了其相位灰度调制特性;对LC2012透射性空间光调制器进行了面形标定和校准分析,像差模拟精度分析,验证了其动态补偿能力;针对局部误差的检验提出了解决方案。