在球面和非球面反射镜光学系统装调过程中,元件曲率中心位置的准确定位是实现精准装配的难点之一。本文设计和研制适于解决此技术难点的点源自准显微镜。该仪器基于球面波自准直原理,具备快速定位曲率中心位置、检测曲率中心的偏移程度、获取星点图像判断像差特性等适于指导装调的功能,具有成本低、体积小、易对准、灵活度高以及多功能等优点。本工作着重于点源自准显微镜光学系统设计和样机研制,主要包括:首先,阐述点源自准显微镜的组成和测量原理,分析其主要性能参数与筒镜焦距、显微物镜倍数和探测器像元大小的关系,并给出确定点源自准显微镜角分辨率、对心分辨率、测量范围等性能指标的方法与例子。接着,设计由透射式自准直系统和科勒照明系统构成的点源自准显微镜光学系统。开发图像采集软件,完成点源自准显微镜原理样机研制和性能测试。测试结果表明样机的角分辨率和对心分辨率分别达到了 1.79”和0.086 μm。通过光机结构集成设计,研制的样机还具有体积小、可便携等特点。作为应用实例,利用所研制的点源自准显微镜原理样机装调凸面光栅Offner分光成像系统,验证了样机的功能,装调结果表明Offner分光成像系统两块离轴凹面反射镜的曲率中心间距可控制在10μm以内,最终系统成像质量满足指标要求。本文设计研制的点源自准显微镜具有体积小、精度高、成本低、装调快速等优点,具有进一步开发成为光学车间产品的潜力,可望用于反射光学系统快速装调和检测。