终端光学组件中的靶镜姿态是保证激光打靶精度的主要因素之一,为了实现微米级的打靶精度,需要利用调焦模块中的调平机构对靶镜姿态进行调节。针对终端光学组件在靶球上倾斜安装的实际情况（±45°）,对三顶三拉调平机构在等腰三角形支承布局下的螺栓组进行了受力分析,得到归一化等效拉力与特征尺寸比值的关系方程和关系图线;利用ANSYS软件对调平结构和调节平板进行了相应约束下的变形分析;利用星点检验法对实际研制的调焦模块进行了星点图检验。结果表明,特征尺寸比值H/l1存在一个特定的数值1/2,它区分了螺栓组的顶、拉主导性变化;从变形角度正立等腰三角形布局和倒置等腰三角形布局对应适合于上半球和下半球上的安装情况;星点检验结果证实了终端光学组件中的调平机构设计可以保证靶镜的变形引起的影响在允许的范围之内。

为了设计大口径透镜姿态调整机构,研究了三顶三拉调平结构布置方式的调节性能及其对受力变形和光束质量的影响。采用几何方法,得出了三顶三拉结构在任意三角形布置下升高量与调整角度变化的关系,定义了角度调整的相关系数;利用有限元分析软件分析了3类支承点布置情况下调节平板的变形情况。分析结果表明,三顶三拉调整机构具有调整量可计算的特点,当调节平板的尺寸为580 mm×570 mm×20 mm,采用等腰三角形支承点布置方式时,重力引起的最大变形为12.51μm。对采用了等腰三角形三顶三拉结构的透镜姿态调整机构进行了装校调试及打靶实验,结果证实了该布点方式对姿态调整的有效性和调整完成后精度的稳定性。

在扼要描述了光学元件表面轮廓测量中功率谱密度(PSD)函数的基本概念、公式和应用基础上，重点讨论了光学元件表面低频和中高频空间频率PSD对光场分布的影响，并给出了强激光光学元件表面PSD函数曲线的几个实测结果。