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2006年，M.Callender[8]等以Arden公司生产的AWS-50波前传感器以及高精度的三维调整机构（俯仰/偏摆/平移）作为摆臂式非球面轮廓仪的非接触测头组件，实现非球面的在位非接触测量。Arden Photonics AWS-50主要由光源、探测器及光栅透镜成像系统构成。其工作原理类似于传统的球面干涉仪，从光栅透镜出射的准直光束经球面透镜汇聚再经被测非球面反射后由光栅透镜分别汇聚在三个平面上，即焦平面和关于焦平面对称的两个平面。根据焦平面上的对称位置的两个光斑形状可以动态测量被测非球面子孔径的面形，通过重叠区域的面形可拼接出被测非球面的面形。值得说明的是，摆臂轮廓仪的测头在摆臂过程中垂直与参考球面而非被测非球面，直接测量会出现光斑无法汇聚到波前传感器的情况，需要引入高精度的三维调整机构以保证测头始终垂直于被测非球面。
2009年，P.Su和J.Burge[7]等在摆臂轮廓仪测头组件中分别以点光源自准直显微镜(PSM)作为非接触测头，以三维激光跟踪仪作为位移传感器测量1.4m直径的凸离轴抛物镜。PSM通过点光源经共轭距为无穷远的高质量显微物镜聚焦到被测非球面上，形成衍射极限下的光斑，通过光斑在电荷耦合器件(CCD)上形成的光斑的大小来定位被测非球面。60127
随着精密测量技术的不断进步，除了上述两种成功应用于摆臂式非球面轮廓仪的光学探针[9] [10]外，还出现了以白光干涉显微镜为代表的高精度光学探针。干涉显微镜是干涉仪和显微镜的组合，与其他光学技术相比，干涉显微镜具有较高的放大倍率和分辨率，利用干涉条纹的弯曲量来测量表面的微观形貌。
白光干涉的垂直扫描法[11]通过连续改变参考面和测试面的光程差，干涉条纹扫过整个被测表面，根据其的最大光强值对应着表面的最佳聚焦位置的原理，完成整个表面的测量。目前，美国Veeco公司，Zygo公司，英国Taylor-Hobson公司等都推出了商品化的垂直扫描白光轮廓仪，这些轮廓仪的测量分辨率为nm量级，且量程最大可达到20mm，用于非接触测量微观表面的三维形貌。除了垂直扫描技术外，横向扫描技术也被报道用于微观表面形貌测量中论文网，这种方法的优势是水平测量范围可以很大，且具有垂直扫描的高精度和分辨率，但垂直扫描范围有限。白光干涉显微镜除用于高精度微观表面轮廓测量[17]，还可用于位移量测量，但目前摆臂式非球面轮廓仪的非接触测量技术仍处于研究探索阶段，基于白光干涉的高精度位移传感器并未在该装置上得到应用。
在国内，国防科学技术大学的李圣怡[16] 等开发了摆臂式轮廓仪及直线式轮廓仪实验系统，采用接触测头测量[14]非球面面形。中科院成都光电所的景洪伟等采用接触式摆臂轮廓仪测量极大望远镜(ELT)主镜的子镜面面形。中科院长春光机所、中科院成都光电所、苏州大学[13]、浙江大学、清华大学等都对非球面的直线式轮廓测量方法展开了研究，并研制了相应测量实验系统。此外，中科院长春光机所、中科院成都光电所、浙江大学、哈尔滨工业大学[15] 、天津大学[12]、四川大学、北京理工大学、西安工业大学、长春理工大学、厦门大学、昆明理工大学、航天508所、南昌大学、南京师范大学、中科院南京天文光学技术研究所及南京理工大学等单位也在非球面面形测量做了大量工作，主要采用补偿镜检验方法。浙江大学、天津大学、华中科技大学、西安光机所、南京理工大学等单位在微观表面形貌的白光干涉测量方法研究上做了大量工作。