本文主要研究了一种介于零位和非零位之间的非球面部分补偿检测方法。该方法采用部分零位镜(PNL)对一定F#范围内的非球面进行部分补偿,具有一定的通用性,运用基于系统建模的逆向迭代优化重构技术(ROR)可以从探测器平面上的大像差波前中重构出被测非球面的面形。通过对部分补偿系统进行误差分析及系统优化,使其实现高精度非球面检测成为可能。主要研究内容为：论述了非球面的应用及非球面检测的重要意义。研究了非球面检测方法的现状,特别是零位干涉法和非零位干涉法的现状。详述了非球面部分补偿检测法采用PNL对非球面进行部分补偿的原理,设计系列化PNL可对常用非球面实现通用化检测。在光学追迹软件ZEMAX中对该系统进行了系统建模及优化,详述了ROR技术重构非球面面形的理论模型,为部分补偿系统误差分析与处理奠定了基础。对非球面部分补偿系统进行了误差分析与处理。在ZEMAX中主要仿真了PNL和非球面的姿态误差如倾斜、偏心等对非球面面形重构精度的影响,得出姿态误差越大,对重构精度的影响越大,并且该影响随着被测非球面F#的减小而增大。其中PNL影响可忽略,非球面影响较明显,因此提出了计算机辅助装调方法精确装调非球面,并利用菲索定位方法精密定位PNL与非球面之间的间隔以满足系统精度要求。根据误差分析与仿真结果,提出了基于系统建模的光线追迹与误差存储相结合的误差处理方法,将系统误差归结为用标准镜存储不含检测光路的干涉仪系统误差和由系统建模得到检测光路的误差。建立了非球面部分补偿检测法的实验系统,对F#约为2.5的抛物面进行了检测,由ROR重构出的非球面面形与比对实验--无像差点法的面形比较吻合,得到了预期的实验结果。提出了基于逆向优化函数的非球面顶点球曲率半径测量方法,其测量精度可达几个微米,为高精度面形检测提供了精确的顶点球曲率半径。