对于大型地基望远镜来说，主镜支撑是关键技术之一，主镜支撑效果直接影响望远镜的观测能力，文章详细介绍了目前国际上具有代表性的一些望远镜主镜的底支撑和侧支撑方法和结构等，总结了主镜支撑的几个原则，期望对我们从事大口径望远镜的研制提供一些借鉴意义。

应用有限元分析方法，借助于MSC．Nastran有限元分析软件，对钢带支撑下的大尺寸轻量化椭圆反射镜进行了受力、变形分析．用Excel绘出了钢带对椭圆镜边缘的正压力的分布曲线，得出了钢带对椭圆镜的正压力在最低点最大，随着支撑位置的上升而逐渐减小的分布规律．由镜面节点变形结果计算出椭圆镜在钢带支撑下的镜面面形误差RMS值为11．7nm，满足实际系统的面形准确度要求．

针对平行光管主镜应用真空垂直状态的特点，从主镜的支撑方式入手，推导了适用于whiffle tree结构的支撑点的位置公式，设计了空间曲线切口式柔性铰链，分析了不同结构形式的主镜室的变形。建立主镜室支撑系统的有限元模型，分析计算了系统的静力学变形和谐振频率，分析的结果表明在支撑结构的作用下，主镜镜面的面形RMS优于0．05λ，一阶谐振频率达到65．9Hz，完全达到了设计要求。

为了探索研究大口径轻量化SiC主镜的可行性，对比分析了各种主镜轻量化形式的优缺点，确定了主镜的支撑方式；然后，从理论上计算了轻量化镜体结构参数，设计了采用夹心三明治结构扇形轻量化孔形式的1．23m SiC轻量化主镜。利用有限元方法分析了轻量化主镜在浮动支撑下的自重变形，两种工况下的面形分别为：PV=9．43nm，RMS=2．5nm；PV=16．7nm，RMS=3．2nm。分析结果表明，镜体的自重变形影响较小，可以满足要求。而由于SiC的热膨胀系数较大，热变形影响较大，在稳态温度场下，温度每相差1℃，镜面面形变化约为PV=40nm，RMs=4．8nm，说明为了达到了设计要求，必须对镜体采取热控措施。

为了实现对拼接式望远镜各子镜的主动控制，建立了正六边形子镜拼接的面形控制方程，并研究了传感器的安装位置对面形控制的影响。根据子镜之间相对位置的测量要求确定了主动控制所采取的方式，建立了由3个正六边形子镜组成的拼接镜的面形控制方程，并分析了传感器的安装位置对面形控制的影响。提出了传感器沿垂直镜缝方向错位安装的方法．分析了该方法对于拼接子镜扩展的适用性。分析表明，对于边长0．9m．对角线长1．8m的子镜，传感器错开0．02m安装即能够准确检测子镜之间的位置变化；给出了正确的促动器调整信息，满足了拼接镜主动面形实时、高精度控制等要求。

光电系统中，主镜轴向支撑点位置对面形精度起着非常重要的作用，主镜支撑点位置合理与否，在一定程度上影响着光学系统的成像质量。研究了镜面变形与径厚比的关系以及如何确定不同口径主镜的支撑点的数目，利用有限元法对不同口径主镜的支撑位置进行优化设计，给出了最佳支撑点的位置。

极轴式望远镜主镜的面形精度受极轴和赤纬轴复合运动的影响,针对其复杂的运动方式,以Φ700 mm主镜为例,设计了一套满足其各种工况要求的轴向及径向支撑结构。运用有限元分析软件MSC.Patran/Nastran对其在水平和竖直放置的极限工况进行了分析,计算出主镜水平状态下的镜面变形误差PV值为19.33 nm,RMS值为4.47 nm;竖直状态下当极角θ为0°时,镜面变形误差PV值为16.19 nm,RMS值为1.26 nm,当极角θ为30°时,镜面变形误差PV值为13.33 nm,RMS值为1.19 nm。分析结果满足设计指标所要求的RMS〈λ/20,PV〈λ/4（λ=632.8 nm）,证实了该支撑方案可行。

为在外场环境下对大口径望远镜进行系统波像差的检验,研制了一套具有高探测能力的shack-hartmann波前传感器.利用恒星作为光源,对口径1m、焦距11m的大口径望远镜进行了波像差检验实验,测量结果为系统波像差在0.39λ～0.46λ rms之间,且随着俯仰角的增加而增大,主要像差形式为3阶0°像散,与星点检验的结果一致.

为了全面地了解变形镜的性能,以便自适应光学系统更好地工作,进行了基于干涉仪测量的变形镜面形展平标定研究,首先,给变形镜的压电陶瓷驱动器施加一半的控制电压；再用zygo干涉仪测得变形镜的面形,计算对应各个驱动器位置的镜面高度,并算得各个位置镜面高度相对平均镜面高度的偏差；最后,控制驱动器运动使偏差量为零.测试及实验表明,受压电陶瓷迟滞的影响,上述过程需要迭代4到6次镜面面形才会收敛到希望的准确度；对镜面周边无驱动器约束的21单元变形镜,展平之后其80％口径的面形接近λ/20(λ=632.8 nm)；对镜面周边有驱动器约束的137单元变形镜,展平后的面形优于λ/50.在望远镜不同的观测条件下,该技术可以快速地对变形镜进行展平标定,以适应不同的工作环境.

针对主焦点式光学系统的特点，对某Ф00mm极轴式望远镜光机结构部分采用模块化设计，分别对主镜室组件、连接镜筒和校正镜镜筒和全系统结构进行了有限元分析与优化，使系统总重不超过700kg，系统弯沉不超过4＂。利用平行光管检测系统像质表明，系统80％能力集中度在4×4个像元以内，系统像质理想，符合设计要求，说明该结构设计合理，同时模块化的设计使装调方便简单。