该方向针对光学制造领域新的挑战，围绕非球面加工与检测，以及新一代光学自由曲面加工与检测，重点开展特需要求（或大口径）非球面的加工与检测技术、新型自由曲面数控加工设备和微结构光学自由曲面器件及光学模具的研究工作。该方向建立了一流的非球面加工与检测实验室，成为国家空间光学遥感器核心部件――非球面元件的主要研发中心之一。

    该方向组成了以潘君骅院士和余景池教授为核心的研究团队，他们致力于各种非球面的加工与检测技术研究。潘君骅院士是我国在光学非球面加工和检测方面的唯一院士，中国光学学会光学制造技术专业委员会的名誉主任。近年来，该方向承担了十多项重大科研任务。

他们解决了大口径空间非球面反射镜制造中的一系列关键技术，包括加工工艺、检测技术、检测支撑技术、模拟空间失重的支撑技术及光学计量的防震技术等，成功研制了国内口径最大的空间非球面反射镜，为国内研制的高精度空间非球面镜在空间实际使用首开先河；

采用计算机控制光学表面成形技术，研制了国内第一台自由曲面数控铣磨机和第一台中小口径非球面数控抛光机；

我们解决了离轴抛物面镜的单件加工技术，此技术已获得国家发明专利，为国内多个单位如成都光电所， 西安光机所等加工出了几十块不同参数和精度要求的离轴抛物面镜。这项技术在国内处于领先地位，达到国际同类产品的先进水平。