以典型的惯性约束聚变（ICF）装置为基础,根据ICF中光传输、光放大和光倍频等原理,建立了一套含自适应光学校正系统的ICF仿真软件。通过比对国内外相应的文献和专业软件的光的线性传播、非线性传播、光的增益、光的倍频等来验证软件仿真的准确性和可靠性。给出了经自适应光学系统校正前后基频光的近场强度和相位分布,3倍频光的近、远场的光强分布,说明自适应光学在提高ICF装置输出光束质量中的作用。该软件的建立将为优化ICF系统中自适应光学的设计提供参考。

在自适应光学系统中，波前校正残误差主要由未完全补偿湍流所引起的误差和系统闭环噪声组成。基于一阶比例－积分控制器分析了弱光６１单元适应光学系统的控制特性。在此基础上风云地非Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ湍流情况，提出一种根据实际测量的大气湍流波前扰动功率谱来确定系统，针对非Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ湍流情况，提出一根据实际测量的大气湍流波前扰动功率谱来确定系统最优控制带宽的新方法。应用这种方法对弱光６１单元自适应光

由拼接镜面实现的大口径望远镜主镜,需要对拼接子镜进行精确校正来实现子镜间的共面,使得望远镜取得接近其衍射极限的光学成像质量,子镜之间的垂向位移误差需要被校正到入射光波长的几分之一(＜100nm).为实现此目标,在基于大口径迈克逊干涉原理的基础上设计了一套子镜间相位误差检测系统.该检测系统的创新性在于激光光源与白光光源同时应用,以对拼接主镜子镜问位置误差进行检测,检测的不确定度为5～6 nm,检测范围为30～μm,最后对该干涉检测系统的光学系统的设计进行分析,仿真出基于该检测系统的理论干涉图形,并得出较好的测试结果.

提出了柔性光学制造技术(FOMT)的概念.介绍了计算机控制小工具抛光(CCOS)和计算机控制应力盘(CCSL)抛光的技术特点;讨论了CCOS在抛光过程中的工艺技术优化方案;给出了应力盘变形的数学物理模型及在周边12个驱动器的作用下应力盘全口径和80%口径范围内的变形仿真结果;研究了在全口径φ500 mm盘上的工程实现途径及应力盘与机床CNC的通讯关系以及抛光工艺研究;分析了CCOS、应力盘抛光和经典法抛光技术的综合运用;探讨了柔性光学制造技术发展的必然趋势.

建立了一个小型Ｈａｒｔｍａｎｎ－Ｓｈａｃｋ波前传感器来测量大气扰动特征。通过单子孔径的象移和许多间距不同的子孔径之间的象移差测得的到达角起伏的统计值来计算出Ｆｒｉｅｄ参数ｒ０。本文推导了采用不同孔径参数的实验结果，以及波前斜率的功率谱密度。

报告了计算机控制应力变形抛光盘加工大口径高陡度非球面技术的发展精况，讨论了这一方法的理论基础；给出了应力变形抛光盘的数学力学原理与结构特点；研究了机床的整体机械设计与电学系统设计原则；探讨了应力变形盘与抛光磨头轴的连接方式；最后讨论了发展这项新技术的若干初步考虑。

基于Ｚｅｒｎｉｋｅ多项式模式复原原理，分别就光学系统静态误差和大气湍流扰动引起的动态波前误差两种情况，定义了静态模式因子和动态模式因子两个变量，用来分析弱光６１单元自适应光学系统的校正有效性。

基于PZT压电陶瓷驱动器的非球面能动抛光盘,能够在PZT驱动器的作用下改变面形,用于中小口径非球面镜加工。为优化设计基于PZT压电陶瓷驱动器的非球面能动抛光盘,利用有限元分析方法,计算各驱动器的影响函数,计算非球面能动抛光盘的输出面形,与理论面形比较得到剩余残差。以优化设计驱动器排布方式和极头直径为例,当非球面能动抛光盘中心到非球面工件中心的距离L为120mm,分别计算比较,极头直径为Φ10mm时,19单元PZT圆形排布与21单元PZT方形排布的剩余残差;以及19单元PZT圆形排布时,极头直径为Φ10mm与Φ14mm的剩余残差。结果表明,非球面能动抛光盘产生变形后的剩余残差RMS相应分别为0.303μm、0.367μm、0.328μm。因此,基于PZT压电陶瓷驱动器的非球面能动抛光盘确定选用19单元PZT圆形排布且极头直径Φ10mm。

基于压电陶瓷驱动器的非球面变形抛光盘,能在驱动器的作用下改变面形,用于中小口径非球面镜加工。一个口径100 mm、含19个驱动器的非球面变形抛光盘已试制完毕,用于一个口径350 mm、非球面系数k=-1.112 155、顶点半径R=840 mm双曲面镜的加工实验。为研究基于压电陶瓷驱动器的非球面变形抛光盘输出面形的精度,计算当非球面变形抛光盘中心到非球面工件中心距离L分别为90 mm、100 mm、110 mm、120 mm和130 mm时,非球面变形抛光盘所需变形量;并利用有限元分析法仿真计算得到,非球面变形抛光盘输出面形的剩余残差（RMS）相应分别为0.298μm、0.279μm、0.279μm、0.329μm、0.447μm。结果表明,变形抛光盘能以较高精度产生非球面面形,可用于非球面镜加工。

本文提出了一种基于薄板径向支撑的高速压电倾斜镜。首先根据拉格朗日方程建立了这种基于薄板径向支撑的高速压电倾斜镜简化模型的动力学方程，然后推导出了其倾斜方向谐振频率理论表达式；根据理论表达式可以预测倾斜镜的动态性能。在理论分析的基础上，我们制作了这种薄板结构，将其加入到原有结构倾斜镜中，进行了频响测试以及角行程测试分析。比较理论分析和实验测试分析的结果，证实了薄板部件的加入对于倾斜镜应用带宽的提高有显著作用。