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利用矩阵光学方法，计算得出五角棱镜两种光学平行差的解析表达式，分析五角棱镜光学平行差与工作面法向矢量夹角的矩阵关系．基于Agilent激光干涉仪角度测量系统和DHC三维转台搭建实验装置，测量了Thorlabs五角棱镜的两种光学平行差．实验和解析式计算结果偏离度不超过4％．五角棱镜滚动角、偏摆角的变化等效于五角棱镜光学平行差的变化．通过坐标系变换，五角棱镜的自身误差和系统在线测量误差可以被同时标定．该研究对五角棱镜的实际加工、测量系统标定，以及高准确度面形检测提供了参考．