对用波差与表面斜率误差评价光学元件面形误差的方法进行了比较和讨论.以具有不同面形精度的光学元件,在不同的数据处理方法下得到的结果为例,说明此两种面形评价方法在数据处理方法不同时在数值上的联系.

利用圆域上正交基-Zernike多项式拟合镜面温度场，将温度场转化为较有意义的模式，采用有限元方法进行了热变形的计算，其中针对空间大口径超薄镜面建立镜面模型，且暂不考虑重力，另外因超薄镜厚度很小，也不考虑轴向温度梯度的影响。通过计算利用Zernike多项式得到温度场产生的热变形，得到了不同温度模式产生的不同像差形式：即对于不同的温度场模式-温度整体变化（平移），一端凉且一端热（倾斜），中心与边缘温度不同（离焦热模式），以及像散热模式，彗差热模式，球差热模式导致的热变形分别主要表现为像差离焦，倾斜，离焦，倾斜，倾斜，球差。不同热模式在相同温差下产生的变形有数量级的差别，能够产生较大变形量的温度模式有离焦，彗差和球差，这意味着超薄镜对这些温度场比较敏感。计算和总结表明，利用Zernike多项...

本文从莫尔偏折技术的基本原理出发，结合镜片屈光度的概念，分别从泰伯效应与光栅遮光阴影原理相结合以及菲涅耳-基尔霍夫理论的角度推导了变形后的莫尔条纹倾角与被测镜片屈光度的关系。两种方法推算结果是一致的，即：镜片的屈光度与透过镜片后产生的莫尔条纹的倾角的正切成正比。对影响镜片屈光度测量误差的几个参量进行了讨论，理论分析表明，选用合适的光栅周期，设定合理的两光栅间夹角，莫尔偏折技术用于测量低屈光度及中高屈光度的镜片具有很高的测量精度。最后给出了测量单光镜片、非球面镜片和渐进多焦点镜片的莫尔条纹图，并进行了分析讨论。

采用传统的研磨抛光方法很难实现口径与厚度比很大的玻璃透镜的制造，下盘后机械应力变形是影响透镜精度的重要因素之一。而采用玻璃精密模压制造技术，无需透镜毛坯装夹固定机构，在加工过程中几乎不产生机械应力，因此是小口径薄型玻璃透镜的首选制造技术。成功制造了一种口径与中心厚度比为11的薄型透镜，面形精度的PV值和RMS值可分别达到0．41μm和0．08μm，重复精度的PV值优于0．1μm，测量结果表明：该模压透镜具有良好的面形精度，且批量制；龟的一致性很好．说明采用玻璃精密模压制造技术加工小口径薄型透镜是一种高效可靠的加工方法。

本文对磁流变抛光(magnetorheological finishing)过程中所采用的梯度磁场，以及磁流变抛光液(MRP fluid)中的磁性颗粒在磁场中的受力情况进行了分析，进而证明了该磁场满足磁流变抛光的要求。最后以实验对其进行了验证。

讨论了轻量化碳化硅反射镜的支撑方案.利用有限元力学分析方法,对大口径轻量化主镜进行了在两种工况下的支撑方案分析和优化.通过运用最小二乘法对支撑后的镜面进行拟合,使两种工况下的主镜面形变化的均方差均在λ/60(λ=632.8nm)之内,满足了实际的工程要求.

研究了一种测量、分离补偿法检测补偿器非圆对称误差的技术，这种技术基于波面误差可用泽尼克圆多项式来表述。通过使补偿器或被测非球面绕系统光轴旋转到多个不同的角度，得到多个测量结果，根据这些测量结果，计算得到由补偿器误差带来的波面误差的非圆对称项泽尼克圆多项式系数，接着根据这砦非圆对称项泽尼克圆多项式系数制作一个校正文件对非球面的测鼙结果进行校正，利用该技术可有效减轻对补偿器材料、加工及装校的苛刻要求，提高测量精度。实验结果表明：对某一被测非球面不用该技术时测量结果为0．105λ（RMS），应用此技术后的测量结果为0．026λ（RMS），且被测面在几个任意不同角度时的测最结果相差只有0．001λ（RMS），效果很好。该技术已被应用到实际的双曲耐凸面反射镜的测量中。

本文以超声波加工机对玻璃等硬脆材料元件的加工工艺为主要研究对象，阐述了超声波加工的原理、变幅杆和刀具的设计以及加工工艺的研究，并将它应用在空间光学系统中光学元件的轻量化的加工。同时对加工后的表面微观特性－表面微裂纹和表面微应力进行具体测试分析，以解决在复杂的空间环境中元件的表面质量对使用精度和应力变形的影响，从而提出适于大型光学元件轻量化的工艺技术方法。

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。

针对超薄反射镜径厚比大，自身刚度小，更易受环境变化影响面形精度的问题，本文对一块口径500mm超薄实验镜的主动支撑方案进行了有限元分析，并提出了主动支撑方案。本文包括以下内容：1）利用有限元软件系统建立了500mm超薄镜面的有限元模型；2）利用Zernike多项式几个低阶像差来模拟镜面的制造误差和工作环境变化引起的镜面形变，得到超薄镜面上各点的误差值；3）在分别计算出各个致动器响应函数的基础上，给出了该超薄镜具有最佳主动校正能力的致动器分布的优化方案；4）通过对比不同厚度的超薄镜的主动校正能力，给出了500mm口径超薄镜的最佳厚度。