在研究高功率激光辐照下激光器腔镜表面热形变分布时通常会忽略其表面镀有的高反射膜系。利用有限元分析软件ANSYS比较了特定激光辐照（吸收功率250 W，外环半径4 cm、内环半径2 cm的同轴环形光束，30 s）下的高反腔镜在不同夹持方式下的热形变分布，同时考虑了腔镜表面镀有的两种不同高反膜系及膜系中的驻波场的影响，并与通常忽略膜系的情况进行了对比分析。研究表明，采用压圈法时，三种情况下热形变分布的差异相对较小；采用压板法时，三者形变分布产生了明显的差异，镜面中心可能上凸、下凹或者平缓；采用三点法时，尽管镜面中心热形变分布较为平缓，但在环状光束辐照区域内三者仍有明显差异。因此，膜系内驻波场对腔镜热形变分布的影响不能轻易忽略。

通过对不锈钢的弯曲实验得到了激光扫描速度、Q频率、电流大小对弯曲角度的关系，结果表明弯曲角度随着扫描速度的增加而减小;随着电流大小、Q频率的增加而增大。然后，对激光多次扫描过程中角度增量的变化进行了研究，发现其呈现先增后减的趋势，并分析了形成该现象的原因。最后进行了弯曲修复实验，分别采用了单边夹持和对称夹持的方式，并对两种修复方式进行了比较和分析，发现对称夹持方式能够更有效地修复弯曲试件。

惯性约束聚变频率转换系统中，大口径薄型KDP晶体的面形质量是影响频率转换效率能否达到设计要求的关键因素之一。针对45°放置状态下口径为400 mm×400 mm的三倍频KDP晶体，采用ANSYS有限元分析软件，建立了不同夹持方式和具有不同加工误差的KDP晶体模型和夹具模型，分析了加工误差对不同夹持方式下KDP晶体附加面形的影响，给出了不同加工误差和不同夹持情况下，KDP晶体附加面形的P-V值和RMS值。研究结果表明，夹持方式和加工误差是引起KDP晶体附加面形变化的重要因素，正面压条夹持方式即使在晶体和夹具存在加工误差时也可以较好地控制晶体的附加面形。

基于有限元方法，以三点夹持为例，对压电薄膜变形镜(PFDM)的工作特性进行了仿真分析，发现变形镜与镜框之间因夹持带来的接触应力会导致镜面变形与电压之间呈现非线性变化。针对这一问题，提出了两种改进方式，仿真结果表明，两种改进方式均能够有效改善变形镜的非线性响应问题。

基于压电驱动器的 Bimorph变形镜是 10.6 μm系统的一个重要元件。为了镀制薄膜, 本文首先利用有限元软件对两种镀膜夹持方式与沉积温度进行了计算, 对热应力产生的热变形进行了分析, 选择了合适的镀膜夹持方式。为了预测 bimorph变形镜受激光辐照后的温升, 对单晶硅与石英玻璃制作的 bimorph变形镜有限元模型进行了计算与分析。最后, 利用光度计对镀制的薄膜进行了反射率测量。试验结果显示反射率测量值大于 99.5%, 满足实际系统的需要。

针对压条固定方式、粘胶固定方式和全外围夹持方式进行理论建模和数值计算分析，并讨论了不同夹持方式的优缺点及其对KDP晶体面形和三倍频转换效率的影响。研究结果表明：晶体面形形变对高斯光束三倍频转换效率的影响明显小于平面波时的情况。当入射基频光光强为6 GW·cm-2时，对于平面波的情况，压条固定方式、粘胶固定方式和全外围夹持方式3种夹持方式相对于不考虑夹持作用时的三倍频转换效率分别减小7.5%，9.0%和7.2%；对于高斯光束的情况，三倍频转换效率分别减小了1.3%，1.0%和1.5%。

在高功率激光辐照下,激光腔镜的夹持方式对热变形和偏转有很大影响.在理论上,采用ANSYS软件计算了硅镜(φ80 mm×12.5 mm),在特定辐照条件(100 W,φ40 mm、均匀、同轴、5 s)下的不同夹持方式下的热变形,径向固定的热变形镜面峰谷值(0.109 3 μm)小于轴向固定的热变形峰谷值(0.138 8 μm),三点固定的(0.121 μm)介于二者之间.在实验上,硅镜(φ75 mm×12.5 mm)在特定辐照条件(100 W、光斑椭圆17 mm×20 mm,5 s)下,压圈法(径向固定)的热变形为0.32 μm,镜面倾斜角为0.63 μrad;压板法(轴向固定)的热变形0.49 μm,镜面倾斜角为0.28 μrad.当采用三点锥孔定位法时,通过干涉条纹可发现镜面偏转减少.

分析了当前大功率激光器腔镜采用的几种夹持方式特点,采用有限元软件计算了腔镜不同夹持方式下的镜面热变形和镜体最大应力,并对两种夹持方式下的应力破坏进行了分析.发现夹持方式对大功率激光器腔镜镜面变形影响很大,镜体边界沿径向固定的压圈法效果优于沿轴向固定的弹性压板法.