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现代光学元件的发展正朝着结构形式越来越复杂、面形精度越来越高的方向发展。传统的平面、球面面形光学元件已不能满足现代光学系统的需求，在一些大型高精密的光学工程中出现了大量的非球面、自由曲面以及制作在曲面基底上的衍射光学元件，且要求面形精度到达纳米级，因此对现代光学元件的非接触式检测技术提出了更大的挑战。本课题“曲面基底衍射元件共焦扫描测量轮廓提取算法研究”，利用共焦显微测量具有的独特轴向层析特性和高横向分辨率的特点，实现对曲面基底衍射元件的扫描测量，重点研究了基于Sinc~2函数拟合的共焦扫描轴向响应峰值提取算法和光学元件面形轮廓提取方法，编写了LabVIEW测量软件，进行了实验验证，完成的主要内容包括：(1)基于德拜衍射积分理论，通过近似计算，证明了在大数值孔径下共焦系统轴向响应仍可以表达成Sinc~2函数形式，在此基础上建立共焦轴向响应Sinc~2峰值提取模型。(2)开展了Zernike多项式拟合轮廓提取方法研究，采用两种方法实现Zernike多项式系数求解：一是利用Householder变换将矛盾方程组系数矩阵正交三角化，直接求解拟合系数；二是将协方差矩阵作为求解线性方程组的增广矩阵，一次性求解Zernike多项式系数。(3)开展了高斯滤波轮廓提取方法研究，指出闭环高斯滤波在处理开放轮廓时由于边界效应导致了不适应性；采用回归分析算法，生成动态权函数，给出了非参数拟合的开环高斯滤波方法，解决了边界效应问题。(4)基于LabVIEW开发平台编写了共焦扫描测量软件，设计了良好的人机交互界面，实现了扫描测量与数据处理功能切换，振镜控制与数据采集同步、测量结果三维显示等功能。(5)利用编写的测量软件，进行了相关实验验证。为验证Sinc~2峰值提取方法的效果，进行了平面镜单点测量和台阶高度测量实验，并与直接提取法和质心法进行了对比，实验结果表明Sinc~2峰值提取方法测量结果的标准差更小。为验证轮廓提取算法的效果，对平凸透镜和非球面基底衍射元件进行了测量，分别用Zernike多项式拟合和开环高斯滤波方法处理测量数据，结果表明两种方法对高频噪声抑制效果好，可以有效提取元件面形轮廓。