研究了一种集高精度自准直仪与五棱镜于一体,采用角差法(角度变化量测试),实现大口径平面镜垂直状态下面形测试的方法.此方法的运用可实现对大口径平面镜面形的直接高精度检测,突破常规"以大测大"的高成本检测方法.本文阐述了测试装置的设计思想,对影响面形轮廓测试精度的因素进行了讨论.大口径平面镜面形的变化可通过其各点法线方向角度的变化量而反映出,采用高精度测试角度变化量的方法可计算获知面形轮廓状态.通过对大口经平面镜条带区域面形轮廓的测试原理分析,计算得出角差法(角度变化量测试)的测量不确定度.同时,由于对测试的高精度要求(纳米级),测试环境(温度、振动、气流扰动)也对测试结果有着不可忽视的影响,通过条带区域轮廓测试实验,对采样方式与环境影响进行了分析,从而得出在一定测试条件下,测量装置与环境对测量...

根据五棱镜扫描测试技术建立了大口径平面镜面形测试系统。对测试系统结构的设计与组成进行了阐述，分析了在实现大口径轮廓扫描时，主要影响测试精度的因素和影响形式；通过计算给出了五棱镜制造误差与扫描机构导向误差对角度测试的综合影响趋势，得出了轮廓测试过程中法线角度改变量测试误差主要受导轨精度影响的结论。在导轨导向精度设计为俯仰与偏摆角10”、滚动偏角20”时，系统测试光线角度变化量在扫描方向上最大为0．000969694”，可满足测试要求（系统测角精度为0．02”）。通过计算机模拟，进行了多条带区域轮廓图拼接实验，与干涉图比对，验证了该系统的可行性。

对应用需求、卫星可提供资源和技术能力等方面进行综合工程技术权衡，提出了总体优化的光学结构设计方案。设计了在0．4～2．5μm工作，焦距为800mm，焦比为4．5，视场为1．43°的非球面三反射镜望远镜和棱镜色散非球面准直一成像光学结构的新型成像光谱仪，其调制传递函数（MTF）达到0．44～0．62，光谱分辨率为3～23nm，仪器的总重量约为70kg。在焦平面器件性能和信噪比等技术指标相同的情况下，如果用光栅或干涉式傅里叶变换光谱仪，则需要FN在3以下，仪器的总重量将〉100kg。取得了成像光谱仪分辨率高、积分时间短，焦平面器件接受的辐射能量弱等参数条件下的权衡优化设计。

为设计一套基于球面的600mm口径望远镜系统,分析了四种可能的实现形式,即Maksutov,Houghton,Klevtsov和使用Cook补偿镜的Cassegrain形式,并分别得到了满足指标要求的设计结果。通过分析每种形式的优缺点,结果表明,使用Cook补偿镜的Cassegrain形式最为适合,并对其进行了详细的分析和设计。