传统离轴反射光学天线的出瞳距较短,需要中继光学系统将出瞳成像于快反镜附近,这会增加后续光路和结构的复杂度,且中继光学系统的后向散射光会对激光通信终端产生严重的影响。针对上述缺陷,设计了长出瞳距离轴四反光学天线,该光学天线的出瞳被直接设计在快反镜上,省去了中继光学系统。首先,从同轴三反像差理论出发,推导了像差表达式和初始结构方程。然后,基于像差理论和出瞳位置要求,计算了离轴四反光学天线的初始结构参数,并采用Zemax软件对初始结构进行光线追迹和性能优化。最后采用Zemax对离轴四反光学天线进行了公差分析。结果表明:所提系统性能优异,结构紧凑,加工和装调公差合理,满足激光通信终端性能要求。

光波导光学相控阵具有扫描角度大、驱动电压低及响应速度快等突出优点，是光学相控阵技术发展的主要方向之一。针对均匀光波导阵列的衍射场存在较强栅瓣的问题，研究了光波导相控阵阵列结构参数的设计与优化。根据对称型薄膜介质耦合理论，分析了GaAs光波导阵列单元芯层和包层参数范围。设计了3种不同稀布非均匀阵列结构，并基于最小阵元间距约束条件，利用遗传算法对非均匀阵列结构进行优化，分析了不同层数下单元间距按照随机递增分布、随机分布和子阵分布的栅瓣压缩效果。结果表明非均匀稀布型光波导阵列可有效地抑制栅瓣,其栅瓣主瓣峰值强度比可达到-10.29 dB。