波前重构是主动光学的关键技术之一，分析了薄镜面的自由谐振模态振型的特点，以其为底基函数，拟合了薄镜面主镜的变形。首先，用有限元方法给出了主镜的前10阶模态振型图，把它们的RMS值归一化为1000nm，对比分析了主镜模态振型和Zernike多项式在圆域内的径向变特点。利用模态振型在环域内的正交性和完备性，采用最小二乘法拟合主镜变形，并与环域内的Zernike多项式拟合结果做了对比。分析结果表明，自由模式可以拟合波前变形，采用相同项数拟合主镜变形时，模态振型拟合主镜变形可以获得更小的残余误差。

望远镜装调技术是一种可有效提高光学系统像质的装调方法。针对孔径光阑位于主镜上的RC式望远镜系统,分析了装调过程中由于次镜偏心导致在零彗差前提下依赖视场的三级像散。研究了通过离焦星点得到外围轮廓的长轴长度和椭圆偏心率计算像散幅值和角度的算法,并验证了基于像散性质的另外一种辅助的装调方法。使用Zemax软件和Matlab编程模型仿真实现了装调技术,应用第一种装调方法分析了全视场8个离焦星点的像散幅值和角度,与软件的结果进行了对比,并且分析了其他三级像差（如彗差和球差）的干扰作用。最后,结合工程应用讨论了实际工作中如何实现装调技术。仿真结果显示,该方法具有较好的精度、抗干扰能力和实际应用价值。

望远镜的装调过程对整个望远镜系统的精度具有至关重要的作用。本文扼要地叙述了地平式大口径地基望远镜系统的装调过程，描述了在整个视场要获得较好像质的工程方法，找出装调的一般规律，其方法主要适用于卡式和R—C式望远镜。装调过程主要包含针对系统的粗调和针对光学系统像差的精调。

根据极轴式望远镜的工作特点,以口径为700 mm的极轴式望远镜主镜室系统为例,确定了一套主镜支撑方案。借助于有限元分析软件MSC.Patran详细地建立了系统的有限元模型,选取多种工况,分析了系统在自重作用下的镜面变形情况,绘制了镜面变形误差PV值和RMS值的变化曲线。结果表明：镜面变形主要受α角的影响,随着α的增大而减小,径向支撑效果优于轴向支撑效果,镜面变形误差满足设计指标要求。在主镜室系统竖直放置时,利用Zygo干涉仪测得带支撑结构的镜面变形误差RMS值为28.48 nm,表明主镜在该支撑结构作用下的面形接近于加工检测时的状态,同时也验证了有限元模型的准确性。

为了实现大口径望远镜的装调,基于离焦星点图的图像处理和分析,研究了RC式望远镜的装调技术。首先,根据横向几何像差分析离焦像点图像和系统装调误差之间的关系,重点讨论了横向误差中离心和倾斜导致的偏心彗差和内外轮廓圆的圆心位置偏离距离的关系,以及彗差消除后残余的像散导致外轮廓椭圆的偏心率随长轴增大而逐渐减小的特点。然后,分析了主次镜之间纵向误差导致的球差和最小圆半径大小的关系。最后,应用Zemax建模仿真验证了上述分析,总结了如何应用离焦星点图指导装调过程以及图像处理的方法。实验结果表明：无论是横向误差还是纵向误差,应用该方法得到的实验结果和理论分析值均符合得很好,其中通过倾斜调整彗差和偏心率调整像散误差均可控制在5%以内。

为了实现大口径望远镜系统的装调，提高其光学成像质量，研究了望远镜装调像差和计算机辅助装调技术。首先针对RC式望远镜系统，分析了装调过程中由于次镜偏心和倾斜导致系统模型产生的扰动误差。针对实际调整过程中选择零彗差点和曲率中心作为旋转中心进行调整的特点，分析了这两个旋转点的选择对系统像差和指向精度的影响。然后结合计算机辅助装调原理，研究了关于恒定彗差、线性像散与模型相关的灵敏度矩阵的特殊形式，结合波像差理论与光学软件CodeV模型仿真来实现装调技术。最后，针对1m级望远镜系统进行了安装调整。实验结果表明：装调后系统的RMS达到了0．1445λ，大大优于装调前的1．214λ，证实了该方法具有较好的精度、抗干扰能力和实际应用价值。

望远镜的俯仰运动会使主镜相对镜室的位置发生改变,进而影响望远镜的稳定成像。为了校正主镜位置变化,本文提出了利用液压支撑对主镜相对镜室位置进行实时控制,实现对主镜稳像的方法。利用实验室现有的1.23mSiC主镜为监测目标搭建了测试系统,设计了基于6个位移传感器的位置监测系统。在未启用和启用液压稳像技术两种状态下,测试了主镜位置变化,并对主镜位置进行解算,试验结果表明液压支撑技术有确实的稳像效果。当镜室转动40°时,未稳像的主镜其X向平移变化为150μm,绕X轴转角为2.5"。采用液压稳像后,X向平移变化减小为3μm而绕X轴转角减小为0.4"。测试结果表明,基于液压支撑的主镜稳像技术可以实现对主镜位置的实时检测和控制。

为了在实验的基础上研究相位差法在拼接镜piston波前探测中的性能,本文在球面镜上放置两个合成口径分别为200 mm和50 mm的拼接形光阑,进行了模拟拼接实验。依据相位差法的基本原理,通过优化计算可得piston误差分别小于25 nm和1 nm,以此验证了相位差法在拼接镜piston波前探测中的能力,并为将相位差法用于实际拼接镜系统波前探测打下了一定的基础。