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1.2.2 探针法
探针法是目前技术最为成熟的一种方法，其原理是使探针在被测件表面进行扫描，随着表面的起伏，探针会产生纵向位移，进而描绘出被测件表面的面形。主要方法有轮廓仪法、摆臂式轮廓扫描法、三坐标测量机法等。这些方法都是对被测件表面进行逐点扫描，因而测量效率低下，此外其测量精度与只能达到微米量级，无法达到高精度自由曲面检测所需的波长量级的要求[2]。
图1.1 探针法测量原理示意图
1.2.3哈特曼波前探测法
哈特曼波前探测法的原理是通过接受从被测面反射回来的波，通过计算CCD焦平面上波面会聚的光斑阵列的位置变化及透镜焦距参数，通过计算进而得到被测表面的面形。虽然该方法有着较高的精度，但是测量范围小，不能满足面形复杂、自由度极高的自由曲面面形的检测要求。
1.2.4 干涉法
干涉检测法是目前应用最为广泛的一种检测手段，根据原理的区别可分为：计算全息法、倾斜波面法、剪切干涉法、部分零位镜法、子孔拼接法。其中计算全息法虽然拥有较高的精度，但是测量范围小，不适合自由度高的自由曲面的检测。剪切干涉法、子孔拼接法以及部分零位镜法虽然解决了测量范围的问题，但是精度却不能达到高精度自由曲面检测的要求[3]。而倾斜波面干涉法（TWI）在满足测量精度的要求同时拥有大测量范围，此外还具有较高效率与通用性。目前国内外检测自由曲面的通用方法是，在上述用于非球面干涉检测方法的基础上，根据自由曲面的特点进行改进以达到技术要求。
虽然倾斜波面干涉法（TWI）拥有上述众多优点，具备进行自由曲面高精度测量的要素，但是其仍是针对非球面元件的检测开发的，要将其应用于自由曲面的检测，仍需在其基础上进行相应的技术改进。
倾斜波面干涉法（TWI）的原理是通过在光路中引入一个透镜阵列，来产生一个点光源阵列，因为不同的倾角这些球面波会对被检非球面的表面上各点进行梯度补偿，从而完成干涉测量。