低温制冷技术是下一代激光干涉仪引力波探测器的核心技术之一.日本引力波探测器KAGRA (Kamioka Gravitational Wave Detector)作为该技术的前沿开拓者,将运行在20 K的超低温环境中,并使用在低温下热噪声较低的单晶蓝宝石晶体作为测试镜.然而,高质量大尺寸低吸收率的蓝宝石晶体极难制备.此外,由于蓝宝石晶体存在晶格结构不均匀,很容易导致不必要的双折射效应,从而影响探测器的目标灵敏度.基于上述问题,开发了两套大尺寸光学测量系统,首次系统研究了KAGRA低温蓝宝石测试镜的光学特性.首先,根据探测器对测试镜热噪声的要求,开发了一套基于光热共光路干涉技术的光学测量系统,该系统可对测试镜以及测试镜表面涂层的光学吸收进行有效的表征.其次,基于光学吸收测量系统,开发了一套双折射效应测量系统,该系统可以有效表征测试镜中双折射的均匀性.目前两套测量系统的搭建与调试已完成,对蓝宝石测试镜光学吸收的测量灵敏度达到了1.5 ppm/cm,双折射测量系统的空间分辨率小于0.3 mm×0.3 mm.该工作对降低大尺寸低温测试镜双折射效应及提高探测器灵敏度具有重要意义.