随着空间光学遥感器分辨率的提高,反射式空间光学主镜口径不断增大,对反射镜进行轻量化设计已经成为空间大口径反射镜的关键技术。分别从材料选择、结构形式、制造工艺等方面对国内外空间光学反射镜的轻量化技术进行了系统的评述,分析了空间轻质反射镜技术的现状和发展趋势,并对今后的研究工作提出了建议。

针对短波段成像系统中的散射问题,提出了一种基于反射镜表面粗糙度来计算极紫外太阳望远镜工作波段分辨率的方法。首先分析了两镜系统中散射光线的传播,讨论了反射镜表面粗糙度相对波长的比值与像面光强分布的关系。分频段测量了反射镜的表面粗糙度,利用k-相关模型拟合出全频段的一维功率谱密度（PSD）。数值计算结果表明：在1/D到1/λ（λ为入射光波长）的空间频率范围内,主次镜的有效均方根表面粗糙度分别为0.59nm和0.77nm。利用Ze-max光学设计软件,建立了包含反射镜表面粗糙度测量数据的极紫外（EUV）望远镜非序列模型,该计算模型能够反映出反射镜表面散射对像面分辨率的影响,结果显示,在30.4nm波段,包含80%的能量半径从3.9μm增大到4.3μm,望远镜在工作波段相应的分辨率为0.25″,满足设计要求。

研究了轻型碳化硅质反射镜坯体制造技术,讨论了制备工艺中的关键环节。提出了一种先进的消失模技术用于制备性能更加优异的背部半封闭式轻量化结构。针对制备大尺寸复杂形状陶瓷的难点,研究了SiC陶瓷素坯凝胶注模成型及成型过程中高固相含量低黏度SiC浆料的配置、浆料固化时间控制及大尺寸复杂形状SiC湿坯的液体干燥工艺等。测试分析了坯体烧结过程中素坯的热失重与差热曲线,制定了最佳的烧结工艺。通过对以上关键技术的研究,制备得到了不同形状与轻量化结构形式的单块轻型SiC坯体,最大尺寸为1 100mm×820mm。

采用400mm口径，12mm厚的球面反射镜进行了主动光学实验。实验镜支撑结构由背部12个主动支撑点和3个固定支撑点组成。主动支撑点用压电陶瓷促动器和压力传感器组成力促动器，用于控制实验镜面形；固定支撑点用于控制实验镜的定位。实验中通过干涉仪测试镜面面形。分别测量出反射镜在单独一个促动器施加单位作用力前后的镜面面形，求出这两个面形之差得到该促动器的响应函数，由各促动器的响应函数组成刚度矩阵，然后用阻尼最小二乘法计算各支撑点的校正力。最后，通过PID算法闭环控制各促动器施加力的过程。经过3次校正，将初始状态的1．22XRMS的面形误差校正到0．12kRMS，接近了镜面加工的0．1XRMS面形精度，说明所采用的主动校正算法和过程正确可行。

研制某卡塞格林光学系统的关键技术之一是通光口径超过1000mm的轻质抛物面主反射镜.该反射镜相对口径为1/2,减重率为65%,是目前国内最大口径的轻质非球面反射镜.成功地解决了大口径轻质镜坯的制造和大口径轻质非球面镜的加工与检测方面的难题.通过对高比刚度轻质镜的设计和进行CAD工程分析以及选用合理的光学材料,采用计算机控制的数控钻铣技术制造出了反射镜镜坯.在经典光学加工技术的基础上,摸索到了针对大口径轻质镜的支撑、加工与检测方面的技术.检测结果表明,该反射镜的研制达到了各项设计指标,其面形精度的均方根值RMS=0.029λ(λ=633nm).

介绍了空间相机中的离轴非球面第三反射镜(矩形口径)在数控加工过程中在研磨和抛光阶段的检测情况。利用自行研制的非球面测量机对研磨阶段离轴非球面的面形精度进行了测量,其最后的研磨精度达到了1μm(RMS)。抛光阶段离轴非球面的检测采用的是补偿法,其中零位补偿器是补偿检验的关键元件。该离轴非球面的最终面形达到了在200 mm通光口径内约λ/30的精度(λ=0.632 8μm)。

地面模拟研究了低能质子和电子对铝膜反射镜光学性能的影响。结果表明，低能质子辐照后，在200～800nm波长范围内铝膜反射镜反射率随辐照剂量增加而下降。质子辐照能量越低射程越短，则反射镜表面膜层中质子浓度越大损伤也更为明显。电子辐照射程较深，辐照作用对铝膜反射镜光学性能影响很小。

概述了快速反射镜的作用,分析了框架式和柔性轴形式两种结构以及国内外研究现状,并且对其发展方向提出了理论指导.

美国宇航局正在对代表下一代空间望远镜(NGST)水平的第二代哈勃空间望远镜(HST)进行可行性研究。第一代哈勃空间望远镜在可见波段对星体和银河星系进行观测,并对其早期形成和演化开展宇宙学研究。第二代哈勃空间望远镜将在近红外波段对宇宙星体和星系进行观测。由于在近红外波段对天体观测要求高灵敏度探测器,光学系统口径尽可能的大,体积小,并且在至少60K低温下工作。美国宇航局最初的设计方案是采用8m直径可展开式主反射镜的超轻型光学系统,将在AtlasⅡ—AS上发射空间观测站。

x射线望远镜由聚光和成像反射镜以及在其焦平面上的二维检测器构成。x射钱望远镜观察达到波长0. lnm，入射角为0. 5度这里X射线望远镜的制作有两种方法，一个重视分辨率，另一个重视聚光性能，同时满足上述两者，可以说是今后最大的开发课题。利用多层膜反射镜制作也与光学望远镜同样的正入射型X射线望远镜。