在高功率固体激光装置中，大口径KDP晶体的面形畸变控制是影响终端光学组件倍频转化效率的关键因素之一。为了提高大口径KDP晶体的装配附加面形质量，提出了一种点支撑装配附加面形畸变抑制工艺方法。首先，通过遗传算法对支撑点及其分布进行优化设计。然后，采用有限元分析方法对KDP晶体的装配预紧工艺进行优化设计。最后，开展优化后的装配工艺对KDP晶体装配附加面形畸变的抑制和倍频转换效率的实验验证。实验结果表明：提出的工艺方法对KDP晶体装配附加面形畸变具有良好的抑制效果，实测面形PV值为6.51 μm，二倍频转化效率可达72.6%，且重复装配的一致性良好。该方法大幅提升了晶体倍频效率和远场光斑质量，并在工程上得到应用与推广。

随着红外技术的不断发展，空间大口径红外光学元件的需求日益增长，其各项制造指标也逐渐接近可见光级光学元件的制造要求，由此对新型空间红外光学元件的加工和检测技术均提出了更高的挑战。针对大口径的高陡度超薄硅基红外透镜，提出了以超声铣磨-机器人研抛-离子束精抛为工艺链路的加工方案，改善了传统红外工艺路线存在的低效率、表面高频误差等问题。针对凸非球面轮廓检测中支撑引起的测试误差，在粗抛和精抛阶段分别采用了柔性缓冲支撑与三点强迫位移支撑方法，有效解决了大口径高陡度超薄透镜测试中的支撑变形问题。经过理论仿真与实验验证，证明该测试方法具有较好的一致性。通过改进的轮廓检测方法，实现了轮廓测试中支撑误差的准确分离，有效提升了加工的极限精度。最终大口径红外透镜凸非球面加工精度达RMS λ/50 （λ=632.8 nm），满足设计指标要求。

分别以AZ50XT和聚乙烯醇为脱膜剂，在本底真空度为5.0×10^-4 Pa的磁控溅射镀膜机中沉积Al膜，制备出厚度为80 nm的自支撑Al滤光片，并对滤光片进行表面缺陷分析。通过扫描电镜和CMOS相机观察得到，制备的Al滤光片表面均匀性较好，有少量针孔。对滤光片的光学性能进行了表征。用紫外可见分光光度计测得滤光片在可见光及红外光波段的透过率低于0.02%，基本满足使用要求。用软X射线透过率测试系统测得滤光片在1.6~10 keV能段的透过率高于90%，透过率曲线与理论结果基本一致，满足应用要求。用同步辐射装置测得两种滤光片在50~250 eV能段的最高透过率分别为53%和35%，受Al膜表面氧化和脱膜剂残留的影响，实际测得的透过率比理论计算值偏低。

由于空间环境变化，高分辨率空间光学载荷在轨会产生不同程度的离焦从而影响成像质量，因此需要进行在轨调焦。为了适应高分辨率、轻小型空间光学载荷发展需求，设计了一种集支撑功能、调焦功能为一体的结构，通过热控系统对支撑结构温度的精准控制来调整次镜组件在光轴方向的位置，从而使载荷具备调焦功能。首先，根据光学系统参数进行调焦精度分析，确定支撑结构的设计要求；然后，基于连续拓扑优化中的变密度法(SIMP)进行支撑结构的全局优化；最后，开展了热光学试验，验证支撑结构的热控调焦功能并测量热控调焦系数。试验结果表明：该光学载荷支撑结构热控调焦系数为0.071 mm/℃，可实现0.014 mm调焦精度和±0.385 mm调焦范围。基于该调焦方法设计的“吉林一号”高分03星已经完成在轨测试，调焦精度和调焦范围满足设计预期。