反射镜的面形精度是保证空间望远镜成像质量的关键因素, 随着空间遥感器口径的增大以及光机结构的轻量化使得反射镜结构刚度越来越低, 从而使得反射镜的面形非常容易受到环境微振动的影响。然而, 遥感器在轨工作状态下, 星上具有多种振动源, 如步进电机、动量轮、机械制冷机等。为了研究扰动源对反射镜面形动态误差的影响, 提出了一种基于模态叠加和泽尼克多项式拟合的面形动力学响应分析方法。对于每一阶模态, 其光学表面的振型均可以表示为一组泽尼克多项式的线性组合, 并得到一组泽尼克系数。然后, 通过模态叠加法可以求出反射镜表面整体的动态面形误差, 该误差是由泽尼克系数所表示。由于每一项泽尼克系数对应明确的物理像差含义, 所以通过该方法可以方便地分析微振动引起的光学面形响应以及系统像差。

研究了用厚胶层进行光学零件之间的黏结操作时,胶层固化后其收缩力对反射镜面形的影响。首先,分析了胶层固化过程中胶层对光学元件产生拉应力的原理,找到了胶层固化过程中产生收缩力的主要因素。其次,建立了反射镜胶结组件的有限元模型,采用等效热变形法仿真分析了胶层收缩对反射镜面形的影响,分析发现胶层的等效线胀系数不能直接采用收缩率代替,而将材料的收缩率转换为胶层的等效线胀系数后,分析结果与试验结果吻合较好。最后,提出了减小胶层收缩对反射镜面形影响的改进方案。试验结果表明：黏胶方案改进后,胶层固化过程中的收缩力引起反射镜中心区域鼓包的PV值从0.574λ减小为0.064λ,镜面面形均方根值从0.127λ减小为0.038λ,这些结果显示胶层固化过程中产生的收缩力对反射镜面形的影响得到了显著改善。

单个激光波长受卫星相干光通信系统中反射镜的影响, 其波前将会发生不可预期的变化。研究了波前在单个反射镜面形畸变下的变化, 并分析了它对卫星相干光通信效率的影响。仿真结果表明, 畸变位置处的峰谷值是影响激光波前的主要因数, 而畸变的大小对链路性能的影响却有限。

研制出基于长程轮廓测量仪原理的Wolter I型反射镜面形检测装置。为提高该装置测量精度，重点介绍在原有装置基础上所做的扫描光学系统结构和探测器件两方面的改进。利用五角棱镜的光学特性消除导轨运动误差；用位置敏感探测器替代CCD探测器，提高面形检测装置的理论测量分辨率。对改进后新面形检测装置进行定标和样品实测实验，并与原实验数据进行比较。结果表明：新面形检测装置倾斜度测量均方根误差为1.7 μrad，轮廓高度测量误差峰谷（PV）值为56 nm，测量精度明显提高。为下一步精细加工Wolter I型反射镜面形奠定了基础。