采用球铰支撑可以极大地提高大孔径反射镜工作的可靠性,但必须对这种支撑方式进行合理的稳定性分析.球铰支撑方式的有限元分析必须围绕其支撑方式所具有的严格而又明显的接触特性、顶丝预紧力作用、具有相对滑动趋势而产生的摩擦这三大基本特征展开.应用传统的线性有限元分析手段对大孔径反射镜球铰方式支撑的尺寸稳定性分析具有较大的局限性.为提高分析精度,采用了非线性分析方法,最大程度地模拟实际结构,并将罚函数的摩擦形式引进到了摩擦接触对中,并对其进行了实际模型的解算,使得分析结果更加精确,并依据分析结果,对预紧力进行了合理地选取,使反射镜在一定的工作环境下能够稳定地工作,满足系统成像的需要.

反射镜支撑结构在空间力学和热环境下良好的稳定性是保证反射镜成像质量的关键。本文针对空间光学遥感器反射镜设计了一种反射镜支撑结构。由于刚性支撑结构不能满足热环境下的面形要求,进而设计了一种柔性支撑方案。通过有限元模型分析,表明该支撑结构力学以及热环境下均可以保证反射满足面形要求,验证了该方案的合理性。

应用光学自准直仪成功地解决了很多静态小角度的测量问题，但随著生产和科学技术的发展，对动态小角度测量的要求日益迫切，如物理学中对分子布朗运动的测量，机床振动，在切削力作用下机床导轨的扭摆的测量等。为此我们研制了光栅莫尔条纹跟踪式自准直仪。

Ｘ射线光束线用反射镜在永久性放入光束线之前，必须经过检测以保证达到设计要求，在反射镜半径需要调节的情况下，调节机构需在光束线外设置且通常将反射镜弯成为柱面，这很难用于干涉法测量。ＬＴＰ是一种表面轮廓仪，适合于测量半径较长的柱面。在弯型（亦即半径调节）反射镜放入光束线之前，可用ＬＴＰ测量来辅助完成调节。本文主要介绍这种 压弯型反射镜的调节方法及表面质量评价办法，给出一小型反射镜弯曲调节为椭圆柱面的结

大孔径光学反射镜的支撑技术作为高分辨力相机的关键技术,既要兼顾反射镜的支撑刚度同时又要具有一定的柔性,能够适应温度变化对镜面的影响。大孔径光学反射镜采用球铰支撑可以极大地提高大孔径反射镜工作的可靠性,增强了反射镜的适应能力。本文通过几种反射镜支撑方式的比较,对大孔径光学反射镜球铰支撑的结构设计进行了论述,同时为了验证设计的可行性采用了非线性分析方法,对实际模型进行解算,确定了球铰支撑预紧力的选取范围为5～1500N。通过模拟件试验验证了采用球铰支撑的反射镜能够满足倾斜量〈5″的设计要求,使反射镜在一定的工作环境中能够稳定地工作,满足系统成像的需要。本文可为大孔径光学反射镜支撑技术提供一定的参考和借鉴。

对反射镜组件力学模型的非线性问题进行了分析。从接触特性，螺钉预紧力、相对滑动趋势三个方面对接触非线性问题进行了论述。对反射镜组件四种工况情况（沿光轴的不同方向的重力载荷、10℃温度水平的温升与温降）进行了线性和非线性求解计算的比较。结果表明，当外界载荷方向发生变化时，接触边界的接触特性、螺钉预紧力对反射镜面形的影响都会发生变化，这些变化在线性计算结果中不能体现，而非线性计算可以真实模拟这些状态。在反射镜组件的工程分析中基于接触非线性分析比线性分析的精度更高，也更接近真实的状态。

长焦距空间遥感器次镜热控实施难度大、发射动态响应大，因此，必须具有较宽的温度适应范围和较高的动态刚度。文中阐明了次镜支撑方式的基本原则，并从材料选择、消热设计等角度出发，设计了一种柔性支撑结构；对该支撑的3个柔性环节进行了灵敏度分析，得到了各自对次镜面形精度影响的程度；通过优化设计确定了该支撑的尺寸参数，并对次镜组件进行了有限元分析；最后进行了组件的动力学试验和热试验。分析表明，15℃均匀温升工况下，次镜面形RMS为9．8nm，组件一阶固有频率为153Hz；试验表明，15℃均匀温升工况下，次镜面形精度满足成像要求，组件一阶固有频率为150Hz，各项静态指标满足设计要求。

分别从材料选择、制造工艺、结构形式等方面对国内外空间光学系统反射镜的轻量化技术进行了系统的评述,分析了轻型反射镜技术的现状和发展趋势.针对国内的技术水平,对今后的研究工作提出了几点建议.

在λ＝２８．５ｎｍ波长处，我们选择了一种新的多层膜材料对Ｃ／ＡＩ。正入射Ａ／ＡＩ多层膜在１５．０ｎｍ附近有很低的二级衍射峰。磁控溅射法制备的Ｃ／ＡＩ多层膜样品，用Ｘ射线小角衍射法对其结构进行了测试，并测得Ｃ／ＡＩ软Ｘ射红多层膜的正入以射率２２％±４％。

为了满足反射镜较高的面形精度要求,提出了一种基于有限元分析的柔性支撑结构。首先根据反射镜的设计要求确定柔性支撑的结构形式,然后利用有限元分析软件对反射镜组件进行网格划分并提交运算。分析结果表明,当柔性支撑中镶嵌件膜片厚度为1.5mm、柔性杆十字槽厚度为4mm时,反射镜组件的一阶谐振频率达到206Hz,在1g重力作用下镜面综合面形误差RMS值分别达到2.5nm、4.4nm、25.3nm,在1g重力和4℃温升共同作用下镜面综合面形误差RMS值分别达到15.2nm、17.7nm、28.5nm,各项指标均满足设计要求。动力学响应分析表明,柔性支撑具有较强的抗振能力。