随着现代光学技术的发展,详查卫星、天文望远镜和激光核聚变等光学系统对大型光学镜面在大口径、高精度、中高频误差等方面提出了严格的要求,这就给现代光学制造和检测带来了较大的挑战。而现有的传统测量方法在很多方面还不能满足大型光学镜面高精度、高分辨率以及定量化可在位的检测需求,成为制约光学生产能力进一步提高的瓶颈。本论文首次研究了将相位恢复检测与子孔径拼接技术结合起来的光学镜面检测方法,为长焦距大口径光学镜面的加工提供新的定量化在位检测支持。相位恢复技术是一种根据光场强度来反推相位分布的方法,该技术具有结构简单,对在位环境适应能力强,适于定量计算分析等特点,可以成为非常有效的大型镜面在位检测方法。子孔径拼接技术是目前解决大口径镜面测量的有效方法之一,该技术是通过先测试一系列相互重叠的子孔径,再利用重叠区把子孔径拼接起来以解决全口径的测量。本文对将两种方法结合来实现长焦距大口径镜面的在位测量进行了研究,主要研究内容和研究结果可归纳为以下几个方面:1、介绍了现有的基于离焦光场的相位恢复测量方法的基本原理,在此基础上构建了基于补偿镜的相位恢复测量系统,并以此为依据提出解决长焦距大口径光学镜面的整体方案。2、针对基于补偿镜的相位恢复测量系统引入补偿镜这一特点,首先分析了由此带来的光场传播过程的变化,进而推导出在算法中与常规相位恢复算法的区别,提出了分段衍射方法来解决基于补偿镜的相位恢复计算。3、进行了基于补偿镜的相位恢复检测的实验研究,探讨了实验中的注意事项及光路调整方法。对基于补偿镜的实验中存在的主要误差因素进行了分析,定量求出误差大小,并提出了误差消除的方法。4、研究了子孔径拼接技术。将子孔径拼接和相位恢复技术结合,介绍了目前子孔径拼接的主要算法,并结合本实验的特点给出了SASL算法在本实验应用中的流程。5、对一块R 9000 mm,φ200mm的长焦距球面镜进行了拼接实验研究,研究了子孔径拼接的一般实验方法,通过对实验结果的PSD分析表明,利用相位恢复测量图像进行拼接能够得到比较理想的全口径数据。