利用薄膜反射镜作为太空望远镜主镜是研究大口径、超轻型未来空间光学系统的最新方向之一。基于静电学原理，设计了口径Ф200mm薄膜反射镜静电成形实验系统，该系统包括薄膜反射镜固定装置、电极板装置以及直流高压系统。采用ZYGO干涉仪和莫尔偏折术，分别对薄膜反射镜面形随直流电压的变化情况以及不同电压下薄膜反射镜的顶点曲率半径进行了观察和测量，并与理论值进行了比较和分析。实验结果表明，该系统可有效改变薄膜反射镜的面形。目前，在700V电压下，薄膜反射镜的顶点曲率半径达17．7m。

在三反射镜光学系统的几何光学理论的基础上，设计了一个焦距f=1000mm，相对孔径D／f=1／4，视场角2ω=3°的离轴非球面三镜反射系统，讨论了优化方法和各参量对系统结构和像差的影响．

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。

分析了离轴三镜系统中光学元件调整变量间的补偿关系和面形误差与调整变量间的补偿关系.调整变量中偏心变量和倾斜变量的位置失调常常会产生同种像差,存在一定的相关性.从失调像差理论出发,通过平衡偏心变量和倾斜变量产生的初级像差,得到偏心变量和倾斜变量间的补偿关系.利用Zernike多项式模拟面形误差,建立面形误差与初级像差的关系,使面形误差与调整变量联系起来.通过计算机模拟,给定光学元件一定的面形误差,然后调整光学元件的偏心、倾斜和横向位移进行补偿,发现当次镜带有1λ像散的面形误差时,补偿后系统波前误差只下降了0.01λ RMS.

为确保空间光谱成像仪的温度水平和温度梯度满足指标要求,分析讨论了空间光谱成像仪整机热设计的特点,根据其结构特点和导热路径,给出了整机热设计方案。采用有限元数值分析方法,建立了整机热平衡方程和热分析计算模型,应用有限元热分析软件IDEAS-TMG在给定温度边界条件下进行稳态仿真分析,给出了整机热响应性能以及关键部件稳态温度分布云图。热分析结果表明,整机平均温度水平为17.3～23.7℃,温度梯度最大值为1.3℃,获得的分析结果能够满足热控指标要求,为提高整机的可靠性和热设计优化提供了理论依据。最后,通过试验对热设计方案进行了验证,验证结果与数值分析结果吻合较好,其最大偏差均不超过8%,验证了数值分析的正确性和温度预示的有效性。试验过程中整机平均温度水平为17.2～22.5℃,温度梯度最大值为1.4℃。

针对光谱成像仪CCD器件温度过高产生的热噪声和暗电流会导致成像质量下降，对CCD组件进行了稳态／瞬态热分析。采用有限元数值分析方法，建立了CCD组件传热的数值模型。根据CCD组件的结构特点和导热路径，应用有限元热分析软件IDEAS-TMG建立了有限元热分析模型，在给定温度边界条件下对CCD组件进行了稳态和瞬态仿真分析。给出了CCD组件的热响应性能、组件中关键部件的稳态温度分布云图以及随时间变化的瞬态温度曲线。稳态分析结果表明，CCD器件工作过程中的平均温度水平为27．1℃；瞬态分析结果表明CCD器件在工作时的升温速率为2．5℃／min，最高温度为37．8℃。验证试验结果与数值分析结果吻合较好，验证了数值分析的正确性和温度预示的有效性。稳态试验过程中CCD器件的温度为26．8℃，瞬态试验过程中温升速率为2．4℃／min。所获得的稳...

超光谱成像仪是"图谱合一"的光学遥感器,其指向反射镜位于超光谱成像仪最前端,尺寸大、热流复杂、容易受到热影响。指向反射镜的热光学特性反映指向反射镜的热适应性和热尺寸稳定性,是结构设计人员以及热设计人员关注的重要性能。鉴于此,分析了指向反射镜的工作环境,论述了指向反射镜热光学特性研究内容及技术路线。针对实例利用有限元方法和理论公式进行了热光学分析,比较了两种描述指向反射镜热光学特性的方法。结果表明:对于指向反射镜,与基于温差的描述相比,基于热功率的描述更加真实地反映指向镜的热适应性和热尺寸稳定性。

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.

针对超轻超薄反射镜（超薄镜）径厚比大、自身刚度小、单独加工难度大的问题，采用基底支撑方式对超薄镜进行加工。我们研究了在加工过程中粘接，温度、应力等因素所导致的超薄镜变形的控制手段并对变形控制效果提出了评判方法。通过195mm口径超薄镜工艺实验对控制变形的工艺进行改进，用改进后的加工工艺进行了340mm口径的超薄镜制造，得到了比较理想的面形，下盘后PV值5.74λ，RMS值1．02λ（2=632．8nm）。这表明在超薄镜制造过程中变形控制的技术方案可行，工艺改进方向正确。同时，实验结果表明，超薄镜制造过程中的变形最终表现为镜面出现非重力因素引起的像散。

根据傅里叶成像理论，分析了光学合成孔径系统成像原理，指出光瞳函数的离散化，提高了光学合成孔径成像系统的分辨本领，但降低了系统传函中频性能，并使系统在信息获取时具有方向选择性。运用遗传算法对光瞳构形进行优化，光瞳优化后，四孔径系统的优化参数从310．8降到13．7，减小了23倍。在合成孔径成像系统单个子孔径存在像差的情况下，Piston误差对系统的影响最大，其次是离焦误差、倾斜误差、球差、彗差和像散，对于四孔径系统，Piston误差对系统的影响几乎是离焦误差的2倍，像散的4倍。系统曝光时间与填充比的平方或立方成反比。