为了解决大口径光学元件面形高精度测量问题，建立了拼接测量系统，通过测量得到整体表面面形。在拼接测量过程中，需要将待测面形进行划分，按着一定的顺序进行测量，再根据各个子口径之间的相对位置进行拼接。各个子口径存在重叠部分，采用均化的处理方法会导致高频面形数据的丢失。采用小波变换的拼接重叠区域融合方法可以减少高频数据的丢失。首先，对各个子口径的重叠区域分别进行小波变换得到低频和高频系数矩阵；然后，根据不同的方法对低频和高频系数矩阵进行融合得到新的系数矩阵；最后，通过小波逆变换得到整体面形。对尺寸为120 mm×40 mm的长方形反射镜面形进行拼接干涉测量，并用功率谱密度对本文方法和平均融合结果进行客观比较。实验结果表明，该方法可以保留更多的高频面形数据。

针对同步辐射领域光学元件的口径逐渐增大，其面形测量精度的要求已达到纳弧度级的问题，本文研究了该领域先进的面形测量方法——拼接干涉技术，以实现光学元件的高分辨率二维测量。 介绍了拼接干涉技术的基本原理，综述了目前同步辐射光学领域常用的面形测量设备——激光光束长程面形仪、高精度自准直纳米测量仪,以及拼接干涉仪的发展历程和特点，比较了它们各自的缺点和优势。最后，分析了拼接干涉涉及的主要误差来源，指出该技术的应用和发展趋势主要有拼接算法的创新，干涉仪测量的快速化，拼接干涉仪的商业化，以及拼接干涉技术与其他科学技术的融合等。

根据对阵列探测器光电响应误差校正的要求, 基于纳米颗粒溶液漫散射效应建立了能产生高平整度参考光场的激光平场系统。介绍了激光平场装置的结构和工作原理及光学设计中涉及的若干关键技术。使用光纤将激光高效地导入溶液中, 通过优化光纤位置和腔体结构参数, 在保证一定光场均匀度的前提下, 提高系统的光能利用率, 降低界面上的背向散射损耗。基于改进过的蒙特卡洛程序, 数值计算了腔体材料反射率对系统透射率的影响。最后, 利用现有的高反射率聚四氟乙烯材料, 设计了激光平场系统。结果显示, 光纤端口的最优位置取决于腔体反射率, 对于高反射率的腔体材料, 靠近腔体背部的光纤端口可以有效增强前向散射。设计的激光平场系统能够提供的光场均匀度好于0.3%, 可基本满足长程面形仪等高精度激光测量装置中探测器误差校正的需求。