为了研究点衍射干涉仪中针孔的横向离焦与轴向离焦对衍射光的强度与衍射参考波面误差的影响，基于菲涅耳衍射理论，建立了会聚光束经针孔衍射的数学模型，提出了将针孔衍射光的强度与衍射波面误差相结合以分析针孔衍射波前的方法，并综合考虑了会聚光束F 数、针孔直径等参数的影响。研究表明：会聚光束F 数越大，衍射光强度与波面误差越小；横向离焦的距离应小于艾里斑半径与针孔半径之差；横向离焦的允许范围与波长和F 数成正相关，与针孔直径成负相关；当光束F=10 时，在0~35 mm 横向离焦范围内，直径1 mm 以内的针孔可以全程满足波面误差峰谷(PV)值优于0.1λ 的要求；可以通过调整轴向离焦来调整参考光的强度，并且针孔直径越小调整越灵敏；选择直径小于艾里斑半径的针孔可以保证衍射波前误差PV 值优于10-2 λ ，测试光的强度控制在针孔有效衍射光强的1/10附近。仿真结果为设计点衍射干涉仪和分析其精度提供了理论和数据参考。

点衍射干涉仪中小孔对准误差是影响衍射参考波面质量最主要的误差源。基于瑞利索末菲矢量衍射理论，建立了非傍轴高斯光束经小孔衍射的严格数学描述，对不同对准误差下的小孔衍射波面误差进行了分析，在分析中特别考虑了会聚光斑大小的影响。研究表明：小孔对准误差的引入使得衍射波面偏差迅速增大，且衍射波面偏差随对准误差的增大呈线性增长；相同对准误差下，衍射波面偏差随会聚光斑半径的增大而减小，要获得同等衍射波面偏差，允许的对准误差随会聚光斑的增大呈近同倍数增长。给出了0.5~3 μm小孔在不同会聚光斑直径和小孔对准误差下的衍射波面误差分布数据，研究结果可为点衍射干涉仪中会聚透镜的选取、小孔对准精度要求的确定以及小孔衍射波面误差的估计提供重要参考数据。

针孔是相移点衍射干涉仪中的关键元件。为了探究针孔的尺寸、制造针孔的材料以及材料的厚度对衍射波面质量的影响，确定点衍射干涉仪的测量精度，采用时域有限差分法分析获得了近场数据，并利用瑞利-索末菲矢量衍射理论将近场数据外推得到远场数据，通过远场处理数据分别对TM和TE偏振光入射针孔时，针孔的大小、材料以及材料厚度对衍射波波面质量的影响进行了理论分析和仿真模拟，得到了相应变化曲线图。结果表明，若要获得理想的球面波，材料厚度不能低于300nm，适当的孔径尺寸可以降低衍射波面误差；当孔径为300nm左右时，波面的均方根误差可达到λ/1000(λ＝632.8nm)。这一结果对相移点衍射干涉仪的设计和应用是有帮助的。

针孔或光纤直径的大小是影响点衍射干涉仪检测精度的重要因素, 在实际检测中须根据检测任务的精度要求来选择小孔的尺寸。基于标量衍射理论, 仿真计算了小孔尺寸引起的衍射波面相对标准球面偏离的误差。结果表明, 当小孔直径为2.5 μm, 数值孔径(NA)为0.3时, 与小孔有关的光学系统误差峰值(PV)约为0.07 nm。仿真方法和计算结果为针对各种高精度面形检测任务而设计点衍射干涉仪和分析其精度提供了理论和数据参考。