非球面光学元件相对于球面透镜由于具备更多的设计自由度,能够以一片非球面镜替代多片球面透镜,在光学系统中应用非球面能够促进光学系统简化结构、减小系统体积、减轻系统重量具有突出的作用。但是由于非球面的制造难度非常大,其加工效率低和加工精度不高等原因一直制约着非球面光学元件的应用。本文以德国OPTOTECH公司生产的ASM300与ASP200型非球面加工设备为研究平台,开展非球面先进制造工艺技术研究。介绍了基于制造过程误差抵消原理的非球面制造工艺方法,分析了在非球面制造过程中,精磨成型过程的程序终点、砂轮直径对面形的影响；采用大面积抛光模抛光非球面的过程中的工具轴和工件轴相对速度、摆角等工艺参数对非球面面形的影响,并根据研究分析结果,通过实验加以验证；根据去除量函数的假设理论Preston方程,结合大面积抛光模运动方式,构建了大面积抛光模的去处函数模型,为进一步开展大面积抛光模抛光非球面的研究、优化工艺参数提供了理论依据；设计了采用大面积抛光模抛光非球面的工艺路线,并针对大面积抛光模抛光的特点,提出了一种基于区域去除效率的抛光工艺参数优化方法,并在生产现场使用和推广；最后通过在ASM300与ASP200型非球面加工设备上进行了整个制造过程的试验,在120分钟后,获得了PV值0.459um的非球面面形。实验证明,采用大面积抛光模抛光非球面,能够快速获得高精度面形的同时可以有效抑制高频误差的产生,对促进批量高效加工非球面具有借鉴意义。