随着光刻机、高精度显微镜以及卫星相机等高精密光学仪器的广泛应用,对于光学系统的成像质量的要求也愈加严苛。光学系统轴向参数作为影响成像质量好坏的最重要的因素,在实际加工及装配过程需要对其进行精确测量并严格控制。然而国内对于光学系统轴向参数的检测技术的研究相对较少,且精度不高,故本文基于光学干涉技术,提出了一种非接触高精度大量程光学系统轴向参数测量方法。本文通过采用低相干技术对待测光学系统内透镜的各表面顶点进行精确定位,利用高相干产生的干涉信号作为测量标尺,通过共用同一大量程光学延迟线,从而实现大尺寸光学系统轴向参数精确测量。主要研究工作包括:首先根据总体方案完成了大量程光学延迟线模块设计;建立了旋转式光学延迟线光程延迟的数学模型,并对内部光学元件进行了参数计算及机械结构设计。设计并计算等差光纤组等参数,以此增大测量系统的扫描量程。然后完成了定心模块设计;根据定心方案对定心物镜的结构形式及参数进行分析计算,利用ZEMAX软件对定心物镜进行光学设计,通过透镜固定形式及材料的选择完成了定心镜头的结构设计。最后搭建实验平台,依次对大量程光学延迟线模块、高、低相干测量系统进行装配与调试。通过实验测试验证测量系统的精度及测量范围,并对该系统中可能存在的误差源进行分析。实验结果表明,该系统在200mm的测量范围内测量精度可达1μm。为实现加工及装配时光学系统轴向参数的高精度测量提供了良好的基础。