자유곡면의 위치 및 자세 고정밀 측정을 실현하기 위해 '광학-기계' 기준 위치 결정법을 제안하고, 자세 측정 모델을 구축하였으며 이 방법의 위치 오차와 기준 선택에 대해 연구하였다. 3차원 좌표 측정기와 계산 홀로그래피를 바탕으로 '광학-기계' 기준 위치 결정법을 제안하였다. 이후 구형 장착 반사기(SMR), 고양이 눈, 기준 구를 기준으로 사용하여 파면 왜곡 이론과 시차 효과를 기반으로 세 가지 기준의 자세 측정 모델을 각각 구축하였고, 위치 오차와 기준 영역 파면 왜곡 함수 관계를 도출하였으며 세 가지 자세 측정 모델을 비교하였다. 마지막으로 세 가지 기준 자세 측정 방법에 대해 시뮬레이션과 실험 검증을 수행하였고, 측정 결과와 모델의 잔차는 모두 0.05λ 미만, 상대 오차는 2.43% 미만으로 모델의 정확성을 검증하였다. 실험 결과, 검출 거리가 1000mm일 때 고양이 눈법의 축방향 위치 오차는 24μm, 기준 구법은 50μm, SMR 타겟 구법은 16μm, X 및 Y 방향 위치 오차는 1μm, 롤 각 위치 오차는 3.26″였다. SMR 타겟 구법은 위치 오차가 가장 적고, 검출 동적 범위가 가장 크며, 검출 광학 부품의 자유도가 가장 많아 자유곡면의 고정밀 자세 검출에 더 적합하다.

광학 검출; 광학 면형 자세 측정; '광학-기계' 기준 위치 결정법; 계산 홀로그래피; 위치 오차