系统介绍了神光-Ⅲ主机装置靶场光传输系统的结构设计,光传输系统的关键性能包括稳定性、精确性及洁净性,为保证苛刻的稳定性要求,提高结构动力学稳定性的同时提出一种新的稳定性分析方法；通过设计在线可更换单元、运动学支承结构和采用低应力夹持技术实现在线精密调节和快速安装定位；同时在设计、制造和安装过程中建立洁净理念。目前安装完成的束组的测试结果表明,主机装置靶场光传输系统的结构设计满足装置设计要求。

从工程角度系统分析了大型激光驱动惯性约束聚变装置(ICF)—美国的国家点火装置(NIF)和法国在建的兆焦耳激光装置(LMJ)的总体布局和总体结构设计的特点。NIF采用“U”型总体布局, 可以提供优化的激光实验设备布局并允许未来增加第二靶室。LMJ采用“In-line”型总体布局, 可以减小激光实验区输出光束至终端光学系统之间的光程, 并为未来增加第二靶室提供了可能。文中指出, ICF装置的总体布局应满足物理实验以及稳定运行、集成和维护的要求。在此前提下, 还应设计进一步发展所需要的接口。ICF装置总体结构设计中, 光学元器件封装在光机组件内; 在线可更换单元采用运动学支承定位。总体结构设计在结构布局和构型上应与总体光路设计相匹配, 设计时需考虑功能性、稳定性和洁净度, 满足光学元件, 物理设备和光学诊断设备的安装定位、集成调试、运行维护的要求。

大型惯性约束聚变(ICF)装置靶场将从主放大系统输出的平行激光阵列转换为靶室附近的球形阵列，并以特定的角度进入终端光学系统。靶场传输光路排布作为靶场光传输系统总体结构设计的依据，在满足物理和光学等要求的基础上，还应重点考虑工程建设成本和系统维护性能。随着ICF装置规模的增大，打靶激光光束数量增加，靶场传输光路排布难度增加。结合目前国内外大型ICF装置，分析了靶场传输光路排布的特点，讨论了传输光路排布与光传输系统布局、光机结构设计和系统维护性能的关系，为我国更多束激光打靶的ICF装置的靶场传输光路排布提出建议。

兆焦耳级高功率激光驱动器是实现激光惯性约束聚变点火的必备手段，光机结构是兆焦耳激光装置的重要组成部分。对美国国家点火装置(NIF)和法国兆焦耳激光装置(LMJ)的总体结构进行了概述和分析，对神光-Ⅲ激光装置的结构特点进行了介绍，并对重要光机模块的结构特点及安装使用情况进行了分析，对总体集成技术和A6的安装集成情况进行了总结。

依据高功率固体激光装置对大口径反射镜附加波前畸变的严格要求，通过选择适合的结构形式、材料及连接方式和支撑位置设计了大口径反射镜支撑结构，并对其进行了优化分析计算和验证性试验。面形精度试验结果表明：装夹引入的附加波前畸变的峰谷值（PV 值）约为150 nm，小于λ/3(λ=632 nm)，结构满足设计指标要求。

为使神光Ⅲ主机装置的打靶精度达到30 μm，本文以稳定性指标为前提设计了该装置的靶场编组站，并对编组站刚架和传输反射镜组件进行了优化。采用钢筋混凝土结构支撑编组站刚架，在编组站刚架主框架内增加斜撑，以减小并合理分布编组站刚架的质量载荷，同时对局部的横梁增加人字形斜撑。设计了反射镜架且使其基频远高于编组站刚架基频以抑制编组站反射镜在随机宽频振动激励下的角度漂移。对靶场结构有限元(FEA)模型的力学分析表明，编组站中87％的传输反射镜的角度漂移低于0.48 μrad，根据靶场系统中各元件漂移对光路定位误差的影响公式进行分析，结果显示编组站反射镜角度漂移可以满足靶场各单条光路定位误差不超过12.9 μm的稳定性指标，证明所设计的神光III主机装置编组站可以满足相应的稳定性要求。