以精密光束偏离装置的棱镜组件为有限元模型，进行了光机热集成分析．对棱镜组件的结构强度进行了校核，分析了机械载荷作用下的镜面变形；通过模态分析，给出了装置的动态特性和镜面面形振动幅值的变化情况；最后对棱镜的热弹性变形进行了分析，对棱镜的光学性能进行了评价．结果表明：棱镜组件的最大变形在10nm量级，最大应力为0．403MPa，应力和应变相对于结构的准确度要求和材料的许用应力具有较大的裕度；前后棱镜组件的固有频率都大于550Hz，装置具有良好的动态性能；通过对比棱镜在热-结构耦舍分析和机械载荷下的分析结果，说明热效应对棱镜表面变形的影响远远大干机械载荷的影响。装置使用时必须采取严格的温控措施。

基于矢量折射定理推导了光束经过正交双棱镜后的偏转表达式．给出了装置的主要设计参量；用数值模拟的方法分析了主要误差项，求出了总误差和实际准确度指标．结果表明，光束在水平张角及垂直张角500μrad内可实现准确度优于0．8μrad的偏转，偏离准确度主要受随机误差影响；反映到棱镜转角上的总误差为12．72arcsec，引起的光束偏离误差为0．365μrad。大于系统读数分辨率0．0387μrad，且小于光束偏离准确度指标0．8μrad．

采用有限元方法分析了单棱镜在重力作用下三个典型位置的表面变形，对棱镜表面φ425nm通光孔径轴向变形量进行Zernike多项式拟合，画出了相应的波差图，并确定设计方案．进一步选择φ360mm口径光束对双棱镜在几种典型相对位置下进行光线采样、追迹，计算得到不同情况下由于双棱镜自重变形引起的总波差．