光机热集成分析是光机结构设计中的重要环节，对光学系统像质的预测与补偿有着重要的参考价值。针对小物镜系统，进行光机热集成分析，结果表明该系统产生的热像差较大，影响系统光学性能，其中温度升高导致折射率变化引入的系统热像差较大；结构热变形引入的系统热像差较小，可以忽略；镜片与支撑结构之间的导热、上下窗口的空气扰动、机械结构外表面的环境对流也会存在一定影响，但影响较小。由此可知系统热像差的主要影响因素是热载的大小，设计过程中减少透镜厚度及材料吸收率，降低系统热载，是减小光学系统热像差最为有效的途径。

根据正交偏振干涉测量法(OPI)获得的KDP晶体折射率的空间分布数据求解KDP晶体内部失谐角分布，进而建立了倍频及和频KDP晶体全口径最佳入射角的优化模型和方法。分析讨论了不同折射率畸变程度和不同功率密度入射情况下倍频及和频晶体入射角的变化规律。在此基础上，对KDP晶体的全口径最佳入射角进行了优化。结果表明: 当KDP晶体折射率畸变程度较大时，倍频晶体对折射率变化较为敏感，而和频晶体对折射率变化则相对不敏感。在实际工作中，首先在假设倍频晶体折射率分布均匀的前提下，对和频晶体的最佳入射角进行优化，而后通过适当调整倍频晶体及和频晶体的入射角，最终确定倍频晶体及和频晶体的全口径最佳入射角。