当前复杂结构与自由曲面光学元件在航空航天、遥感探测等领域有广泛的应用，如半球谐振子、离轴三反棱镜、鹰眼透镜等。而其面形精度高达十纳米级，含有薄壁、沟槽等结构特征，一般由透明的硬脆材料构成，目前常用的三坐标测量机、激光干涉仪等方法难以满足要求。本项目将针对复杂光学元件的面形、透镜厚度、几何特征尺寸、形位误差等研制多维度精密测量仪器。

提出光场编码偏折测量技术，以及基于光度立体视觉理论对缺陷引起的光散射效应进行建模，在多视角匹配的三维图像中进行重构。通过快速子孔径测量、多视角全区域测量等技术， 测量复杂结构光学表面，精度达到百纳米以内，可与激光干涉仪相比。