在全低温四反光学系统中,轻量化大口径双面非球面反射镜结构一体件包含主镜和四镜,既是光学元件又是结构件,是四反光学系统的主要部件,其面形误差、外形尺寸以及形位公差要求都比较高,该元件的制造是全低温四反光学系统最终实现的技术难点之一。研究和制造高精度轻量化大口径双面非球面反射镜结构一体件,可以建立此类元件的制造工艺规范,也将为我国全低温非球面光学系统的零件制造提供工艺基础,具有很大的实用价值。本文以轻量化大口径双面非球面反射镜结构一体件为研究对象,分析和研究其制造中的难点和关键技术,具体研究内容如下:1、补偿器设计:根据非球面反射镜的补偿原理和大口径非球面的特点,用初级像差理论计算初始结构,使用ZEMAX软件设计了无限共轭三片透镜补偿系统。对透镜补偿器进行样板匹配、精度分析和加工装配,最终研制出可实用的补偿器。2、检测支撑架设计:根据约束方程,对V形架支撑、吊带支撑、水银带径向支撑进行力学分析,然后使用有限元分析软件ANSYS进行形变分析,其中详细分析不同夹角对V形架支撑性能的影响。为正确评价面形形变数据,根据Zernike系数拟合方案,使用MATLAB软件设计和编写实用的面形数据处理软件。通过对三种支撑方式进行对比和分析,选择合适的支撑方式,并使用SolidWorks软件设计检测支撑架的机械结构。3、加工工艺流程设计:设计了轻量化大口径双面非球面反射镜结构一体件的加工工艺流程,对其主要加工工艺进行说明和分析。按照工艺流程对其进行加工,检测结果表明符合加工要求。