为了保证平背伺服摆镜的镜面精度和支撑刚度，设计了一种周边柔性支撑的方案，通过对摆镜与镜座粘接处机械结构进行切口处理形成铰链结构，降低结构刚度，减小结构变形产生应力的影响。由于摆镜形状、粘接点位置、柔性支撑结构参数较多，并且相互耦合，首先采用正交实验法对摆镜主要参数进行分析与优化，确定摆镜形状尺寸参数和粘接点位置，随后优化设计摆镜柔性支撑结构。仿真分析和实验表明，采用该周边柔性支撑后，摆镜组件一阶频率为446.66 Hz，在±5 ℃温升（温降）和标准地球重力共同作用下，最大面形误差RMS为λ/42.87，能够满足动、静态刚度和热尺寸稳定性要求。随后使用 ZYGO 干涉仪在 (23±5) ℃ 温度范围内对加工装配后的摆镜面形进行检测，结果表明，摆镜面形PV值优于λ/5.1，RMS优于λ/43.28，满足 RMS≤λ/40的指标要求。实验结果表明，柔性支撑参数设计可靠，满足使用要求。

在激光通信和光电跟瞄系统中已经开始采用基于旋转光栅或光楔的指向-捕获-跟踪(Pointing, acquisition and tracking, PAT)机构对光轴进行角度调整，该结构质量轻、体积小，非常有利于系统的轻小型化。由于结构中两个旋转轴的平行度误差会严重影响PAT机构性能，因此在机械装配时需严格保证两轴平行度。针对旋转轴系轴线不易测量，传统测试方法精度不足，轴系晃动误差影响测量结果等问题，为了满足两轴平行度高精度检测的需求，文中提出基于自准直原理的旋转轴平行度测试方法，利用自准直光学特性，结合特殊设计的半反半透基准镜，采用数据拟合方法剔除轴系晃动的影响，得到旋转轴轴线空间位置，创新地实现了无需调整测试和被测设备即可在同一基准下测量两个平行轴系轴线角度和平行度。该方法只需一台测试设备，排除了传统多台测试设备联合测量时，基准传导与变换中的测量和变换误差，提高了测试精度和测试效率。首先，设计了基于自准直仪的测试系统，采用一台自准直仪测试两个轴系轴线空间位置，从而得到旋转轴同轴误差；然后，对测试结果不确定度进行了研究，分析了测试准确性及其影响因素；最后，采用该测试方法和测试系统，对某双液晶光栅跟瞄PAT机构的两轴平行度进行了测量，系统的实际测试表明两轴平行度测试误差小于10%，该方法可以有效地测量两个同轴旋转轴系的平行度，并且具有较高的测量精度和可信度。

在组网“一对多”激光通信系统中，为了减小安装面平面度误差对反射镜面形的影响，保证组网“一对多”激光通信用伺服摆镜安装后的面形精度，对一体化SiC/Al摆镜支撑参数开展了理论分析，分析了各支撑参数对摆镜面形精度的影响规律。然后采用有限元分析优化设计了支撑参数，确定了支撑点位置和安装面平面度精度的要求。对采用优化设计参数后的摆镜面形精度测试表明，在加工面形为PV值优于53 nm(λ/12)，RMS值优于10 nm(λ/60)的前提下，并在(20±5) ℃温度载荷作用下，摆镜安装后的面形精度PV值优于210 nm(λ/3)，RMS值优于60 nm(λ/10)。同时，摆镜与安装基座由相同材料制作，这有效减小温度变化负载对面形精度的影响，完全满足组网“一对多”激光通信伺服摆镜面形的精度指标要求。

为保证单反式光端机指向捕获跟踪（Pointing, acquisition and tracking, PAT）时反射镜在恶劣空间环境下的面形精度，设计了一种底面开槽的柔性支撑结构。由于柔性支撑结构参数较多，为避免各参数之间严重耦合，采用正交优化方法对柔性支撑结构进行参数优化设计，再利用有限元方法对反射镜组件进行热力学特性分析。仿真分析结果表明，反射镜组件一阶频率为352.61 Hz，在1g重力和10 ℃温升（温降）共同作用下的最大面形误差RMS为λ/54.79(λ=623.8 nm)，能够满足动、静态刚度和热尺寸稳定性要求。使用ZYGO干涉仪在(20±10) ℃温度范围内对反射镜面形进行检测，结果表明，反射镜面形PV值优于λ/6，RMS优于λ/43，满足RMS≤λ/40的指标要求。实验结果表明，柔性支撑参数设计可靠，满足使用要求。