如何通过非接触测量技术，实现天文望远镜主镜的亚纳米级面形精度与实时微调，确保主动光学系统性能？【精密光学】

1. 天文望远镜镜片的基本结构与技术要求

天文望远镜的镜片，尤其是主镜，是其核心部件。它就像一只巨型的“眼睛”，负责收集遥远星光并将其聚焦。现代大型望远镜的镜片往往非常巨大，例如直径数米甚至十数米。这么大的镜片，通常不会是单一的实体，而可能由数十甚至上百个六边形小镜片拼接而成，我们称之为“分块镜”。这些分块镜必须像一个完美的整体一样协同工作，才能形成一个高质量的成像表面。

要达到衍射极限，意味着望远镜的成像能力只受限于光线本身的物理性质（光的波动性），而不是镜片本身的缺陷。这要求镜片的表面形貌必须极其光滑且精准。打个比方，如果把一个大型天文望远镜主镜放大到整个地球那么大，那么它表面上最大的“山峰”和最深的“山谷”之间的落差，也绝不能超过几毫米。这种对纳米级别精度的要求，不仅仅体现在镜片制造时的一次性打磨，更体现在望远镜在实际观测过程中，需要持续不断地进行微调。这是因为，即使是材质再好的镜片，在重力、温度变化、风力，甚至是望远镜姿态改变等因素影响下，都会产生微小的形变。这些形变累积起来，就足以让图像模糊不清。

因此，对镜片的微调，就是通过精密的执行机构（比如压电陶瓷或电机驱动器）来推动或拉动镜片背面，以实时修正这些形变，确保镜面始终保持理想的几何形状。而这一切，都必须在不接触宝贵的光学镜面，甚至不影响光路的前提下进行。

2. 天文望远镜镜片相关技术标准简介

为了确保天文望远镜镜片能够达到衍射极限的性能，行业内对镜片的各种性能参数都有严格的定义和评价方法。这些参数如同给镜片设定的“体检指标”，用于衡量其制造质量和在役性能。

• 面形精度 (Surface Form Accuracy)：这是指镜片表面实际形状与理想设计形状之间的偏差。通常用均方根（RMS）或峰谷值（PV）来衡量。面形精度直接影响到望远镜的像差，是评估镜片光学性能最重要的指标之一。想象一下，你用一个勺子去反射光线，它的形状扭曲，反射出来的像就会变形。而望远镜镜片的面形精度要求，就是让它像一个完美的平面或曲面，几乎没有扭曲。

• 表面粗糙度 (Surface Roughness)：这描述了镜片表面微观结构的光滑程度。即使面形精度很高，如果表面像磨砂玻璃一样粗糙，光线也会散射，导致图像对比度下降。粗糙度指标衡量的是镜面微观上的高低起伏，通常也用RMS值来表示，通常要求达到亚纳米甚至埃级的水平。

• 波前误差 (Wavefront Error)：这是从系统层面评估光学性能的指标。光线穿过或反射后，其波前的形状与理想波前之间的偏差。它综合反映了镜片面形精度、材料均匀性以及系统装配等多方面的影响。波前误差越小，表示光线传播的相位越一致，成像质量就越好。

• 分块镜对准精度 (Segment Alignment Accuracy)：对于由多个分块镜组成的大型望远镜主镜，每个分块镜之间的高度、倾斜和间隙都必须对准到极高的精度。任何一个分块镜的微小错位，都会导致整个主镜形成一个“台阶”，严重影响望远镜的整体成像性能。这需要一套精密的边缘传感器系统来实时监测相邻分块镜之间的相对位置。

这些参数的监测和评价，都需要借助非接触式、高精度的测量技术。

3. 实时监测/检测技术方法

在不接触光学镜面的前提下实现纳米级精度的镜片微调，离不开多种先进的非接触式测量技术。这些技术各有侧重，共同构成了现代天文望远镜精密对准的解决方案。

（1）市面上各种相关技术方案

a. 电容位移测量

电容位移测量技术是一种基于电场变化的非接触式距离测量方法。它利用了电容器的原理：两个相互平行的导电板（电极）之间可以储存电荷，形成一个电容。这个电容的大小，与电极的面积、它们之间的距离以及中间填充介质的介电常数有关。

其核心物理基础是平行板电容器的电容公式： C = (ε * A) / d

这里，C 代表电容值，单位是法拉（F）；ε 代表电极之间介质的介电常数，ε = ε_r * ε_0，其中 ε_r 是相对介电常数，ε_0 是真空介电常数（约 8.854 x 10^-12 F/m）；A 代表电极的有效重叠面积（单位：平方米）；d 代表两个电极板之间的距离（单位：米）。

在电容位移传感器中，通常一个电极是传感器探头，另一个电极就是被测物体（如望远镜镜片的支撑结构或镜片背面）。当被测物体与传感器探头之间的距离 d 发生微小变化时，电容值 C 也会相应改变。通过高精度的电子电路检测这种微小的电容变化，并将其转换为电压或电流信号输出，就能精确地反推出距离 d 的变化。

举个例子，想象一下你用两只手掌相对，当手掌距离很近时，它们之间形成一个微小的“电容空间”，而当手掌距离拉开，这个“电容空间”就变大了。电容传感器就是通过感知这种“空间”大小的变化来判断距离。

核心性能参数的典型范围：电容位移传感器通常能达到纳米级甚至亚纳米级的分辨率，测量范围一般较小，从几十微米到几毫米，但有些特殊设计可以达到 10 毫米以上。响应速度非常快，可以达到几十 kHz 甚至更高。精度方面，通常能达到满量程的 ±0.1% 到 ±0.5%。

技术方案的优缺点： * 优点： * 极高分辨率和精度：能够实现纳米甚至亚纳米级的距离测量，是精密微调的理想选择。 * 非接触式测量：对被测物无任何物理损伤，不会影响镜片表面质量。 * 响应速度快：可以用于实时反馈控制，对望远镜的主动光学系统至关重要。 * 环境适应性好：部分型号可在极端温度（如低温、高温）、高真空或核辐射等恶劣环境下工作。 * 不受光线、颜色影响：测量结果不受镜片表面颜色、反光度或环境光的影响。 * 缺点： * 测量范围相对较小：通常适用于微小位移的精密测量。 * 对环境介质敏感：传感器和被测物之间的空气、灰尘、油污、水汽等都会影响介电常数 ε，进而影响测量精度。因此，需要保持测量区域的洁净，常通过吹气或在真空环境中使用。 * 要求目标是导电体或可接地：传统电容传感器需要目标物是导体或在其表面有导电涂层。不过，现代技术也发展出了可以测量非导电材料厚度或位移的差分电容传感器。 * 成本较高：高精度电容传感器通常价格不菲。

b. 相移干涉测量

相移干涉测量是一种利用光波的干涉原理来精确测量物体表面形貌或波前误差的技术。它通过发射一束高度稳定的激光（如氦氖激光），将其分成两束：一束作为参考光束，另一束作为探测光束。探测光束照射到被测镜片表面后反射回来，与参考光束重新会合，形成干涉条纹。

当两束光波相遇时，它们的相位差决定了干涉条纹的明暗。如果波峰遇到波峰，就会形成亮纹（相长干涉）；如果波峰遇到波谷，就会形成暗纹（相消干涉）。相移干涉技术通过在测量过程中精确地改变参考光束的相位（例如通过移动参考镜或电光调制器），可以采集多幅不同相位的干涉图样。

通过专业的算法对这些干涉图样进行分析，可以解算出每个像素点的精确相位信息，从而重建出被测物体表面的三维形貌，或者评估通过光学系统后的波前误差。

核心物理基础：干涉光强度公式为 I = I1 + I2 + 2 * sqrt(I1 * I2) * cos(ΔΦ) 这里，I 是合光强度，I1 和 I2 是两束光波的强度，ΔΦ 是两束光波的相位差。通过相移技术，可以精确地计算出 ΔΦ。

核心性能参数的典型范围：相移干涉仪的测量精度通常可以达到激光波长的几百分之一甚至千分之一，例如优于 λ/100 PV (峰谷值)，重复性可达 0.3 nm RMS (均方根)以下。测量口径从几毫米到米级不等，测量速度可达每秒数十帧。

技术方案的优缺点： * 优点： * 极高精度：是测量光学元件面形和波前误差的行业标准，精度极高。 * 全场测量：一次测量即可获得整个区域的表面形貌数据。 * 非接触：对光学表面无损伤。 * 缺点： * 对振动敏感：测量过程对环境振动要求极高，通常需要在隔振平台上进行。 * 需要高度相干光源：限制了其对某些表面类型的适用性。 * 对表面反射率要求较高：通常适用于光滑、高反射率的表面。 * 价格昂贵：通常是实验室级或生产线高端检测设备。

c. 白光干涉测量

白光干涉测量，也称为“低相干干涉测量”或“光谱域干涉测量”，与相移干涉测量类似，但使用宽带白光而非单一波长的激光。白光具有非常短的相干长度，这意味着只有当两束光的路径差非常接近零时，才能观察到明显的干涉条纹。

白光干涉仪通过一个干涉仪（如迈克尔逊干涉仪），将宽带白光分成两路：一路射向参考镜，另一路射向被测镜片表面。两路反射光束重新复合。当干涉仪的垂直位置被扫描时，只有在光路差等于或接近零（即参考镜到分束器的距离与被测表面到分束器的距离几乎相等）时，才会出现高对比度的干涉条纹。通过检测干涉条纹对比度达到最大值的位置，可以精确地确定被测表面的高度信息，从而重建其三维形貌。

核心物理基础：与单色光干涉类似，但在宽带光下，干涉图样在不同光程差处具有不同的可见度。当光程差接近零时，可见度达到最大。

核心性能参数的典型范围：白光干涉仪在垂直方向上的分辨率可以达到亚纳米甚至皮米级，重复性通常 < 0.1 nm。测量区域一般较小，通常为毫米级。测量速度相对较快，但重建整个大面积形貌可能耗时。

技术方案的优缺点： * 优点： * 卓越的垂直分辨率：非常适合测量超光滑表面的粗糙度、波纹度以及微观形貌。 * 可测量具有粗糙度的表面：相较于相移干涉，对表面粗糙度要求不那么苛刻，可以测量一定范围内的粗糙表面。 * 对台阶高度测量不模糊：由于白光相干长度短，对大的高度差也能进行准确的测量，没有 2π 模糊性。 * 非接触：对镜片无损伤。 * 缺点： * 测量区域通常较小：不适合大面积的宏观面形测量。 * 测量速度可能不如相移干涉仪：尤其是在需要扫描整个区域时。 * 成本较高：属于高端精密测量设备。

d. 激光三角测量

激光三角测量是一种通过几何光学原理实现非接触式距离测量的方法。传感器内部发射一束聚焦的激光束，投射到目标物体表面形成一个光点。当目标物体的距离发生变化时，这个光点在空间中的位置会移动。

从目标表面散射回来的光线，通过一个高品质的接收光学透镜，聚焦到传感器内部的敏感线阵列（CCD或CMOS探测器）上。由于光线路径形成了所谓的“三角”，当目标物距离传感器发生变化时，光点在探测器上的成像位置也会随之移动。传感器通过精确计算光点在探测器上的位置变化，结合预设的几何关系和校准数据，就可以实时地输出目标物体的距离信息。

几何原理示意：在一个理想的激光三角测量系统中，传感器的发射器、接收器和目标点构成一个三角形。当目标点移动时，接收器中光点的位置也随之移动，通过三角函数关系可以计算出目标点的距离。

核心性能参数的典型范围：激光三角测量传感器具有较宽的测量范围，从几毫米到一米甚至更远。分辨率可以达到微米级甚至亚微米级。测量频率通常较高，可达几十 kHz 甚至更高，能够满足高速在线测量的需求。线性度通常优于 ±0.02% 满量程。

技术方案的优缺点： * 优点： * 高速度和高精度：能够提供快速、精确的位移测量。 * 非接触：对被测物无损伤。 * 测量范围较广：适用于多种距离测量需求。 * 结构相对简单，易于集成：在自动化系统中广泛应用。 * 成本适中：相比干涉仪等设备，通常更具经济性。 * 缺点： * 对目标表面特性敏感：镜面的反光度、颜色、粗糙度等都会影响激光的散射，可能导致测量误差或信号丢失。 * 存在阴影效应：当被测物体表面形状复杂时，某些区域可能被遮挡，无法进行测量。 * 测量角度限制：通常需要一定的角度才能接收到散射光，不适合垂直入射的测量。 * 分辨率通常不如干涉仪或电容传感器：在纳米级精度上略逊一筹。

e. 共焦色度法

共焦色度法是一种利用光的色散特性和共焦原理实现非接触式距离测量的高精度技术。它发射一束宽带白光（包含多种颜色的光），经过一个特殊的色散物镜聚焦到目标表面。

这种特殊物镜具有显著的色差效应，这意味着不同波长的光（不同的颜色）会被聚焦在空间上不同的位置。例如，红光可能聚焦在较远的位置，而蓝光则聚焦在较近的位置。当被测物体表面处于某个特定距离时，只有与探头精确对焦的特定波长的光才会被高效地反射回探头。反射光通过一个共焦孔径，只有焦点处的特定波长光才能穿过并被光谱仪检测。

光谱仪分析反射光谱的峰值波长，由于每个波长都对应一个特定的焦点距离，因此可以精确地确定探头到目标表面的距离。这种方法特别擅长测量透明材料的厚度、多层材料的层厚以及表面轮廓。

核心性能参数的典型范围：共焦色度传感器的测量范围从几十微米到数十毫米。分辨率可达纳米级。测量频率通常较高，可达几十 kHz 甚至更高。可以同时测量多层透明材料的厚度。

技术方案的优缺点： * 优点： * 高精度、纳米级分辨率：能够实现精确的距离和厚度测量。 * 非接触：对被测物无损伤。 * 对透明和高反光材料测量表现出色：非常适合镜片、玻璃等光学元件。 * 可测量多层材料厚度：一次测量即可获得多层结构信息。 * 抗干扰能力强：对环境光不敏感，测量结果稳定。 * 缺点： * 测量范围受物镜限制：需要根据测量范围选择合适的物镜。 * 分辨率受光谱仪性能影响：高分辨率需要高性能光谱仪。 * 成本较高：属于高端精密测量设备。

（2）市场主流品牌/产品对比

在天文望远镜镜片微调的纳米级精度测量领域，有许多知名品牌提供了多样化的解决方案。

• 美国赛高 美国赛高是光学计量领域的全球领导者，其相移干涉测量技术是面形和波前测量的行业标准。赛高的韦洛系列干涉仪，波长通常为 633nm，能够提供优于 λ/100 PV（峰谷值）的测量精度和低于 0.3nm RMS（均方根）的重复性。其测量口径多样化，最大可达 32 英寸（约 813mm），测量速度可达每秒数十帧。在天文望远镜制造过程中，美国赛高干涉仪是验证主镜、次镜等光学元件是否达到设计面形和波前要求的不可或缺的工具。它能提供全场高精度的表面形貌数据，确保镜片在装配前就具备卓越的光学性能。

• 英国真尚有 英国真尚有CWCS10纳米级电容传感器采用电容位移测量原理，实现了纳米级分辨率的非接触式距离测量。其标准探头可在 -50 至 +200 °C 的宽广温度范围内工作，最高可定制高达 +450 °C，甚至能在接近绝对零度的极低温度、高真空或核辐射等极端环境下进行可靠测量。英国真尚有CWCS10的突出优势在于其更换探头后无需重新校准，仍能保证 ±0.5% 的总精度，且输出电压灵敏度可调整为 0 到 10 倍，以适应多种应用需求。

• 德国微米 德国微米以其高精度、高速度的工业传感器闻名，其欧普特激光位移传感器系列采用激光三角测量原理。该系列产品提供从 2mm 到 1000mm 的测量范围，最高分辨率可达 0.01µm，线性度优于 ±0.02% 满量程，测量频率高达 49 kHz。德国微米传感器以其卓越的工业级稳定性和快速响应能力，特别适合在望远镜制造和调试阶段，实时监测镜片在微调过程中各个支撑点的精确位置、位移和间隙。其高测量频率使其能够捕捉快速变化的位移，为自动化对准系统提供可靠的数据支持。

• 英国泰勒霍普森 英国泰勒霍普森在表面形貌和轮廓测量领域有着深厚的积累，其奥普提马克系列光学轮廓仪采用白光干涉测量（Coherence Correlation Interferometry）技术。该设备具有卓越的垂直分辨率，重复性优于 < 0.1nm，是评估天文望远镜镜片超光滑表面质量和微观形貌的理想选择。泰勒霍普森的仪器能够无损、精确地获取镜片表面的纳米级粗糙度、波纹度和面形数据，对于确保镜片在微观尺度上的完美光学性能至关重要，是镜片最终质量控制的重要环节。

• 德国普雷西泰克 德国普雷西泰克的克罗莫特系列传感器采用共焦色度法，在透明和高反光材料的测量方面表现出色。该系列传感器测量范围从几十微米到数十毫米，分辨率可达纳米级，测量频率高达 70 kHz。德国普雷西泰克传感器能够实现镜片厚度、曲率和表面轮廓的同步测量，其高精度和非接触性使其非常适合天文望远镜镜片在生产制造过程中的在线批量检测和精密定位，尤其在检测多层涂层或透明基底的厚度和均匀性方面具有独特优势。

（3）选择设备/传感器时需要重点关注的技术指标及选型建议

在为天文望远镜镜片微调选择合适的测量设备或传感器时，需要综合考虑以下关键技术指标及其对最终测量效果的影响：

1. 分辨率 (Resolution)：

   • 实际意义：传感器能够检测到的最小位移变化量。例如，1纳米分辨率意味着它能分辨出1纳米的移动。

   • 影响：直接决定了微调的精细程度。要达到衍射极限，微调精度必须达到纳米甚至亚纳米级别，所以分辨率是首要考虑的指标。分辨率不足会导致无法感知到微小的镜片形变，从而无法进行有效修正。

   • 选型建议：对于镜片微调，应优先选择具有纳米级分辨率的传感器。电容传感器和各种干涉仪通常能提供所需的分辨率。

2. 精度 (Accuracy)：

   • 实际意义：测量结果与真实值之间的接近程度。它包含了传感器的线性度、重复性、滞后等综合误差。

   • 影响：如果精度不够，即使分辨率很高，测出的数据也可能不真实，导致镜片被错误地调整，反而恶化成像质量。

   • 选型建议：选择精度高的传感器，例如总精度在 ±0.5% 满量程或更低。需要注意区分“分辨率”和“精度”，高分辨率不等于高精度，精度是更重要的综合指标。

3. 重复性 (Repeatability)：

   • 实际意义：在相同条件下，对同一目标进行多次测量时，结果的一致性。

   • 影响：高的重复性意味着传感器测量稳定可靠，在闭环控制系统中能提供一致的反馈，确保每次微调都能达到预期效果，避免“反复横跳”的调整。

   • 选型建议：重复性指标通常与精度紧密相关，应选择重复性误差低的传感器。

4. 测量范围 (Measurement Range)：

   • 实际意义：传感器能够有效测量距离的上限和下限。

   • 影响：测量范围必须覆盖镜片可能的最大形变和微调行程。范围过小可能无法满足需求，范围过大则可能牺牲分辨率和精度。

   • 选型建议：根据具体的应用场景，如是监测分块镜之间的微小间隙（可能只有几十微米）还是监测镜片整体的宏观形变（可能达到数毫米），来选择合适的测量范围。

5. 测量速度/响应时间 (Measurement Speed/Response Time)：

   • 实际意义：传感器完成一次测量并输出结果所需的时间，或每秒能够进行测量的次数（频率）。

   • 影响：对于主动光学和自适应光学系统，需要实时修正镜片形变，因此测量速度必须足够快，以跟上形变的速度。响应时间慢的传感器无法提供及时的反馈，导致控制系统滞后。

   • 选型建议：对于动态监测和闭环控制，应选择测量频率高的传感器。

6. 环境适应性 (Environmental Adaptability)：

   • 实际意义：传感器在不同温度、湿度、真空、辐射、振动等环境条件下的工作能力和稳定性。

   • 影响：天文望远镜常在户外、高山、甚至太空等极端环境下工作。传感器必须能承受这些条件，否则性能会大幅下降甚至失效。例如，电容传感器对空气中的灰尘和水汽敏感，需要考虑清洁或吹气措施。

   • 选型建议：根据望远镜的实际工作环境选择，例如是否需要宽温度范围、高真空兼容性、抗辐射能力等。

差异化选型建议： * 对于主动光学系统的实时位置反馈：需要高分辨率、高精度、高重复性且响应速度快的位移传感器。电容位移传感器因其极高分辨率和快速响应，以及对光照不敏感的特性，是理想选择。激光三角测量传感器在需要较大测量范围和中等精度时也很有竞争力。 * 对于镜片面形和波前误差的精密检测：需要全场、超高精度测量，相移干涉仪和白光干涉仪是不可替代的工具。它们能提供镜片表面几何形状和光学路径的详细信息。 * 对于镜面超光滑度的微观形貌评估：白光干涉仪是最佳选择，能提供亚纳米级的垂直分辨率。 * 对于透明或多层镜片的厚度/曲率测量：共焦色度法传感器具有独特优势。

（4）实际应用中可能遇到的问题和相应解决建议

在将这些高精度传感器应用于天文望远镜镜片微调时，虽然技术先进，但实际操作中仍可能遇到一些挑战。

1. 环境干扰问题

   • 原因与影响：温度波动、空气扰动、微小振动、灰尘和水汽等都可能影响纳米级测量的精度。例如，空气温度变化会改变介电常数，影响电容传感器的读数；微小振动会使干涉条纹不稳定，导致测量结果跳动。

   • 解决建议：

     • 温度控制：在传感器和被测镜片周围建立局部恒温环境，或使用具有温度补偿功能的传感器。

     • 隔振：将望远镜及测量系统安装在高性能的隔振平台上，隔离外部振动。

     • 清洁与吹气：对于电容传感器，可设计局部洁净的吹气系统，持续清洁传感器与目标之间的间隙，确保空气介质的稳定性和纯净度。在洁净室环境或高真空环境下进行测量是更理想的选择。

2. 镜面污染或损伤风险

   • 原因与影响：即使是非接触测量，但由于操作不当或环境控制不足，仍可能使灰尘、指纹甚至清洁剂残留在镜面上，影响光学性能。

   • 解决建议：

     • 严格操作规程：制定并执行严格的镜片搬运、安装和维护规程，所有操作人员必须穿戴洁净服、手套。

     • 自动化操作：尽量采用自动化机械臂或定位系统进行探头安装和移除，减少人为接触。

     • 设计防护：在望远镜不工作时，为镜面提供严密的保护罩。

3. 测量探头定位与校准问题

   • 原因与影响：传感器探头本身的安装位置、角度偏差，以及在长期使用后的漂移，都可能引入系统误差，导致微调不准确。特别是对于多点测量的系统，如何保证所有传感器同步、准确地工作是一大挑战。

   • 解决建议：

     • 高精度安装：使用高精度的安装夹具和调整机构，确保探头与被测表面保持精确的几何关系。

     • 定期校准：建立周期性的校准程序，使用标准量块或经过认证的参考面来校准传感器的零点和线性度。

     • 自校准功能：优先选用带有自校准或无需频繁校准的传感器，减少维护工作量和潜在误差。

4. 数据处理与闭环控制挑战

   • 原因与影响：纳米级精度的测量会产生海量数据，如何高效、实时地处理这些数据，并将其转化为对执行机构的精准控制指令，是一个复杂的系统工程问题。如果控制算法不完善，可能会出现过度调节或震荡。

   • 解决建议：

     • 高性能计算平台：采用具备强大处理能力的实时控制系统和计算机，快速分析数据。

     • 先进控制算法：开发和优化自适应、预测性控制算法，例如基于模型预测控制（MPC）或人工智能算法，以提高控制的精度和稳定性。

     • 多传感器融合：整合来自不同传感器的信息，通过数据融合技术提高整体测量的鲁棒性和准确性。

4. 应用案例分享

• 主动光学系统 (Active Optics Systems)：在大型地基望远镜中，电容位移传感器等精密位移传感器被广泛用于监测主镜背面数十到数百个微驱动器的实时位置，持续修正镜片因重力和温度变化引起的微小形变，确保镜面始终保持理想形状，以维持图像质量。例如，英国真尚有的电容传感器具有在极端环境下进行可靠测量的能力，适用于需要宽温度范围的应用。

• 自适应光学系统 (Adaptive Optics Systems)：这类系统利用波前传感器测量大气湍流对光线波前造成的畸变，然后通过微变形镜（通常由数百个压电执行器驱动）实时校正这些畸变。精密位移传感器可以用于监测和校准变形镜上每个执行器的精确位移，以达到纳米级甚至亚纳米级的修正精度，从而消除大气扰动对观测图像的影响。

• 镜面制造与抛光检测 (Mirror Manufacturing & Polishing Inspection)：在天文望远镜镜片的制造和抛光阶段，相移干涉仪和白光干涉仪是必不可少的检测工具。它们用于精确测量镜片表面的面形精度和微观粗糙度，确保每一片镜片都达到设计指标，是出厂前质量控制的关键环节。

• 多镜片系统对准 (Multi-mirror System Alignment)：未来超大型望远镜将由成百上千个分块镜组成。电容位移传感器、激光三角传感器等将部署在相邻分块镜的边缘，实时监测它们之间的相对高度和间隙，并通过闭环控制系统驱动执行器，将每个分块镜精确对准，使它们像一个完美的整体一样工作。