曲率半径是决定光学元件光学特性的重要参数之一。随着高精度球面光学元件在计量、光学光刻等领域的广泛应用,球面光学元件曲率半径测量精度要求不断提高。干涉测量技术是目前非接触曲率半径测量的主要手段之一,其基本原理是通过干涉方法对被测光学元件顶点及其球心位置进行定位,并利用测长装置测得这两位置之间的相对距离,从而测量得到曲率半径值。本论文以高精度曲率半径干涉测量技术为研究目的,通过误差分析、理论仿真、误差补偿以及实验验证等方法,在环境、定焦、测量口径等方面,对影响高精度曲率半径干涉检测的主要误差源进行深入分析和误差补偿,从而提高曲率半径干涉检测精度。论文的工作内容主要包括以下几个部分。1.综述了球面曲率半径检测技术的国内外研究现状,分类介绍了接触式测量和非接触式测量球面曲率半径检测技术的基本原理,并对各种不同的球面曲率半径检测技术进行了对比分析。2.详细介绍了基于激光干涉测量法的曲率半径测试原理及关键技术问题,深入分析了干涉仪中的各个功能模块,在此基础上,对影响菲索干涉仪检测精度的各项误差进行了分类,明确了本文主要研究的几种误差源。3.基于改进后的Edlén公式,分析了测量环境参数变化对空气折射率的影响。从干涉测量系统和被测光学元件自变形两方面对曲率半径温度变化的影响进行了理论分析,建立被测面有限元模型并对光学元件自变形进行仿真,建立了各个影响因素的误差补偿表达式,理论计算得到曲率半径的合成误差。为实际测量出温度变化对曲率半径干涉测量的影响,采用不同口径的光学球面样板进行温度偏差对比实验,验证理论分析的有效性。4.根据几何光学原理从移相干涉仪,标准镜头透射波前误差,被测光学元件表面面形误差及调整误差等方面,对影响曲率半径定焦精度的各项误差进行分析。并推导了测长干涉仪测量值与被测光学元件曲率半径的关系表达式。通过对比实验确定调整误差为影响定焦精度的主要误差源。在猫眼及共焦位置进行调整误差补偿后,离焦量及曲率半径测量结果的变化趋势由近似线性变为随机变化,同时由离焦量引入的曲率半径变化量减小了近一个数量级。结果说明通过调节调整误差可有效控制离焦量的变化,提高曲率半径测量精度。5.针对曲率半径检测中存在光学元件共焦位置非全口径检测现象,基于矢高差公式及离焦项公式,理论分析了由测量口径引入的曲率半径偏差及测量不确定度变化情况。提出了基于Zernike多项式拟合法的不同测量口径下的像差补偿法,并通过实验验证了像差补偿法能一定程度上修正测量口径的影响。6.为验证曲率半径补偿的有效性,在精密环控实验室内,对口径120mm,曲率半径分别为225.80mm、423.68mm及504.93mm的凹球面镜进行重复性实验。确定各输入参数的分布特性并进行误差补偿,得到误差补偿可以一定程度上有效去除曲率半径测量结果中的系统误差。对曲率半径干涉测量结果进行了不确定度评定,得到补偿后曲率半径干涉测量相对标准不确定度优于4ppm。其中非理想球面波前及调整误差引入的不确定度最大,其次是统计类不确定度和被测件热变形。