对大口径主镜的侧向支撑结构进行了优化, 以便最大限度地降低重力作用下的镜面变形。首先, 从理论上给出了一种优化主镜边缘侧支撑结构的判据和思路, 然后, 引入边缘切向剪切侧支撑原理, 阐述了这种支撑形式的优化思想和优势。以口径为2060 mm的扇形轻量化主镜作为分析实例, 采用16个边缘离散支撑点, 优化设计等角间距侧向支撑, 并针对轻量化主镜的结构特点和等角间距支撑下支撑力值相差较大的缺点, 将等角间距改为不等角间距侧向支撑, 分析推导了相应的支撑力公式。结果显示, 改进后的支撑形式提高了系统的支撑刚度, 镜面变形由原来的1.723 nm降为1.633 nm。所研究的边缘切向剪切支撑方式很大程度上保证了主镜镜面面形, 对不同口径的扇形孔轻量化主镜的设计有普适性。

为了提高大口径薄镜面望远镜主镜在不同俯仰角度的支撑面形精度，采用模态振型模式定标实时对主镜面形进行了主动校正。针对口径为620 mm，厚度为18 mm，底支撑采用36点主动支撑，侧支撑采用6点切向被动支撑的薄镜面主动支撑系统，分析了主镜自由振动时的模态振型；在进行主动校正前将其前10阶模态振型的RMS值归一化为1 000 nm，定标出相应的校正力；分析了不同俯仰角下主镜面形的变化，并采用最小二乘法用模态振形为底基函数拟合了主镜面变形，求解出主动校正力；对比校正面形和原始面形的关系，并在二次主动校正之后分析了拟合残差和校正残差的关系。最终校正结果显示，主镜竖直放置时，用最大2.23 N的校正力可将其面型RMS从27.62 nm校正到12.95 nm；主镜水平放置时，用最大0.59 N的校正力可将其面型RMS从7.68 nm校正到2.84 nm。得到的结果验证了采用模态振型校正主镜面型的可行性。