为解决波前传感器检测自由曲面镜片时测量口径不匹配, 在拼接检测方法中测量过程及数据处理较为繁琐等问题, 提出了一种测量自由曲面镜片的方法.该方法在扩大单次测量光束直径后对自由曲面镜片波前像差进行检测, 再由波前传感器接收缩小后的带有扩束测量区域波前信息的光束.设计光路测量得到4个直径扩大10倍后的子孔径波前像差, 完成扩束子孔径的波前重构及拼接.为验证实验的可靠性, 对测得的扩束子孔径进行波前重构后与哈特曼传感器生成的子孔径像差峰谷值进行比较, 并观察扩束子孔径拼接波面的平整性.实验结果表明: 该方法能有效增大小口径波前传感器的测量范围, 提高检测效率, 可以用于大口径镜片的波前像差检测上.

大口径反射镜在自重作用下发生变形, 变形过大会引起镜片通光表面的峰谷值较大, 难以满足光机装置打靶精度的要求。建立了典型反射镜结构的有限元仿真模型, 以计算镜片表面峰谷值; 优化了安装柱的位置、尺寸及镜片厚度等参数, 使镜片通光表面形变峰谷值最小。分别采用了基于有限元模型的直接优化和基于代理模型的优化, 均获得了结构最优参数, 使形变峰谷值比初始值降低了74%。相比而言, 基于代理模型的优化还可提供目标量随设计变量的变化情况以及变量灵敏度分析, 更有利于设计决策。当设计变量个数多、范围宽时, 可先根据先验知识或低精度代理模型缩小设计范围, 然后建立紧缩范围的高精度代理模型并进行优化, 可有效避免大量计算。根据“三圆柱”支撑结构的参数优化结果, 建议采用“四圆柱”支撑设计, 以获得更高的面形精度。

为了提高惯性约束聚变(ICF)系统中的焦斑质量，达到靶面辐照均匀性的苛刻要求，系统需要采用束匀滑技术。由于连续相位板(CPP)能灵活控制焦斑形状，且衍射效率高等自身特点，得到了极大推荐。在实际使用过程中，由于光学系统中的多种因素可能造成激光束波前畸变，这将影响连续相位板的匀滑效果。建立了全频段波前畸变激光束的传输与远场的关系，给出了86%的能量焦斑尺寸与低频波前畸变峰谷值和连续相位板面形峰谷值比值的关系，以及86%能量焦斑尺寸与低频畸变波前的均方根梯度值的关系。根据该关系，可以找到波前控制的范围。

空间激光通信常采用干涉截止滤光膜对不同波段的光谱进行分光。着重介绍了近红外三波段光学滤光片的研究与制备。根据膜系设计理论，分别选择TiO2和SiO2作为高、低折射率材料，借助膜系设计软件设计优化了合理的膜系，实现了770~860 nm及1530~1575 nm光谱范围双波段的高透过和1615~1700 nm波段的高反射。采用电子枪离子辅助沉积系统进行制备。优化工艺参数，通过调整补偿挡板使膜厚均匀性控制在3%以内。虽然制备膜层较厚，但经检测其光学性能、机械性能及耐环境能力均满足使用要求。用轮廓仪检测所制备膜层的面形，其峰谷值变化达到预期要求。

利用ZYGO Mark Ⅲ-GPI干涉仪对120 mm×88 mm元件镀膜前后进行了面形测量,获得了峰谷值(PV)和均方根梯度(GRMS),并对镀膜前后的PV,GRMS值进行了比较,发现镀膜后PV,GRMS值分别有所增加,同时对两者进行了线性拟合,结果表明两者在一定程度上存在着线性关系,并从理论上进行了模拟论证。同时对个别样品进行了功率谱密度(PSD)分析,发现镀膜后PSD曲线较镀膜前有所升高,这与基片的抛光程度以及镀膜过程有着密切联系。

结合高功率固体激光器的发展,说明了高功率光学元件面形评价参数的产生原因、发展过程及其内在因素.介绍了面形评价参数的现状,并通过讨论各面形评价参数之间的内在联系,说明了现行评价参数的综合性能及发展趋势.