球面標準鏡分為匯聚型和發散型。從匯聚球面鏡頭出射的光束為匯聚光束，經過鏡頭 焦點后變為發散光束，可以用來測量常規的凸面或者凹面光學元件，如圖1；從發散鏡頭出 射的光束為發散光束，適合測量大曲率半徑的凹面光學元件，不能測量凸面，如圖2。
球面鏡頭的焦距f與口徑D鏡頭的比值叫做F數（F#），F#越小表示鏡頭出射的光束匯聚或 者發散程度越強，也就是張角越大。
球面鏡頭的個表面叫做基準面（參考面），這個表面的面型質量是球面鏡頭的 關鍵參數，基準面的曲率半徑用R鏡頭表示。
在測量球面時，使被測球面的球心與標準鏡頭的焦點精確重合。凹面應該放置在光束 發散部分測試（圖3），凸面放置在光束匯聚部分測試（圖4）。
二、測量凹面時球面鏡頭選配要點
1、被測球面（凹面）的曲率半徑R被測和有效口徑D被測的比值R被測/D被測應當大于等于球面鏡頭的F數，才能實現全口徑測量；建議選取F數（略小于）被測面R被測/D被測值的球面鏡頭。
2、被測標準鏡頭參考面的頂點與凹面的頂點之間的距離為二者的曲率半徑之和，即
L凹面＝R被測+R鏡頭
注：L凹面的長度大于導軌的行程時，在載物臺加適當長度的延長筒可以實現測量。
三、測量凸面時球面鏡頭選配要點
1、被測球面（凸面）的曲率半徑R被測和有效口徑D被測的比值R被測/D被測應當大于球面鏡頭 的F數，才能實現全口徑測量；建議選取F數（略小于）被測面R被測/D被測值的球面鏡頭。
2、標準鏡頭參考面的頂點與被測凸面的頂點之間的距離為二者的曲率半徑之差，即:
L凸面＝R鏡頭-R被測
注：L凸面必須大于零，即測量凸面時，被測凸面的曲率半徑必須小于標準鏡頭參考面的曲率半徑。
實例1
凹透鏡，曲率半徑R被測=56，有效口徑D被測=40，即R被測/D被測=1.4
根據凹面測試鏡頭選配要點1，對于60mm干涉儀鏡頭來講，可供選擇的鏡頭有F1.4， F1.0，F0.7和F0.6，均能實現全口徑測量，為F1.4；如果選擇F2.0或者更大F數鏡頭則 不能實現全口徑測量，測試范圍=1.4/F#。例如使用F2.0鏡頭，測試范圍為1.4/2.0=70%， 即28mm。
實例2
凸透鏡，曲率半徑R被測=56，有效口徑D被測=40，即R被測/D被測=1.4根據凸面測試鏡頭選配要點1，對于60mm干涉儀鏡頭來講，可供選擇的鏡頭有F1.4，F1.0，F0.7和F0.6，均能實現全口徑測量，為F1.4；
根據凸面測試鏡頭選配要點2，被測凸面的曲率半徑必須小于標準鏡頭參考面的曲率半徑，在F1.4，F1.0，F0.7和F0.6中，對于曲率半徑R被測=56的凸面，只有F1.4鏡頭的參考面曲率半徑65mm符合要求，且L凸面=65-56=9mm，即，標準鏡頭參考面的頂點與被測凸面的頂點之間的距離為9mm。
如圖6（a）使用F1.4鏡頭正好實現全口徑測試；如圖6（b），如果選用F1.0鏡頭，理論上被測鏡片需要進入鏡頭內部，實際不可能實現。
F2.0標準鏡頭的參考面曲率半徑為105mm，也能滿足L凸面>0,但是，測試范圍=1.4/F#。例如使用F2.0鏡頭，測試范圍為1.4/2.0=70%，即28mm。
實例3
凸透鏡，曲率半徑R被測=70，有效口徑D被測=50，即R被測/D被測=1.4根據凸面測試鏡頭選配要點1，對于60mm干涉儀鏡頭來講，可供選擇的鏡頭有F1.4，F1.0，F0.7和F0.6，均能實現全口徑測量，為F1.4；
根據凸面測試鏡頭選配要點2，被測凸面的曲率半徑必須小于標準鏡頭參考面的曲率半徑。在F1.4，F1.0，F0.7和F0.6中，所有鏡頭的參考面曲率半徑都小于被測凸面的曲率半徑R被測=70，均不能使用。
此時可以選擇更大口徑球面干涉儀（比方說，QY-S-100為101.6mm口徑），實現全口徑測量。
或者折中方法，使用F2.0的鏡頭進行局部測量，將鏡片傾斜放置，既能測量到鏡片中心和半口徑的邊緣。
