高精度高稳定性的光学反射镜是光学系统的核心部件之一。随着光学工程与技术的发展，人们要求反射镜的光学加工周期更短、成本更低、性能更好、镜坯材料的选择更多元化。传统的光学加工方法包括研磨、粗抛光、精抛光等步骤，具有以下局限性：1. 加工周期和镜面面积正相关。2. 可使用的镜坯材料受加工工艺限制，很多材料需要额外的工艺与传统光学加工兼容。常用的镜坯材料包括玻璃、碳化硅、铍、铝合金、钛合金等。碳化硅自身硬度较高，抛光效率低，反应烧结碳化硅材料存在碳化硅和硅两相的问题，不容易获得超光滑表面。一般通过表面硅改性或者碳化硅改性的方法以改善抛光性能。铍、铝合金、钛合金等镜坯材料容易出现抛光划痕、缺陷等问题，一般要在表面额外镀镍磷合金后再抛光。3. 加工难度与光学表面的形状相关性极强。例如加工平面、圆形反射镜相对较容易，但对于诸如多边形、离轴非球面等复杂曲面，加工难度大大提升。针对以上问题，树脂复制法是一种良好的解决方案。该方法利用环氧树脂粘接高精度的母模和粗加工的镜坯，然后将环氧树脂、镜坯一起与母模脱离，环氧树脂将母模良好的光学面形和光滑的表面复制于镜坯表面，实现光学反射镜的快速制备。然而，树脂复制法受热应力、树脂固化应力等多因素影响，一般只能在较小口径内满足光学系统要求，进一步扩大口径会有面形精度降低等问题。

本文首先系统性地开展了树脂复制方法研究。仿真分析了树脂复制过程，首次提出了母模优化设计的方法，为获得高精度复制面形提供了理论指导。利用磁控溅射真空镀膜方法，选取了合适的膜层材料，通过优化一系列工艺参数，成功制备了晶格匹配、膜厚均匀、具备面形精修能力且有效避免印透的纳米多层膜。开展了合模压力、固化温度、无机填料、去应力工艺、脱模工艺等一系列优化研究，大幅提升了复制面形精度。在超过Φ100mm口径的反射镜研究中，提出将纳米多层膜与磁流变修形相结合的方法，解决了复制面形精度随口径增加而大幅下降的问题。

然后针对空间能动反射镜，特别是能动主镜的需求，在国内首次开展了树脂复制法制备双压电片能动反射镜的研究。仿真优化了镜体结构参数、电极图案等，制备了Φ160mm球面样镜，表征了其性能，通过树脂复制和自校正，面形收敛至RMS=22nm，表面粗糙度Rq=1nm。

其次，开展了树脂复制法制备刚性反射镜的研究。分别在5天和10天内快速地实现了Φ180mm抛物面反射镜和Φ500mm平面反射镜的制备，较传统加工方法大幅缩短了周期。两个样镜面形RMS均小于20nm，表面粗糙度Rq等于0.6nm。国内利用复制法制备的光学反射镜尚未有口径大于Φ150 mm的报道。在各种难抛光的镜坯材料或复杂镜体结构情况下，成功由机械加工表面快速收敛至光学或近似光学表面，体现了树脂复制法的优越性。

最后，对复制镜的稳定性开展了研究，表征了复制镜在高温、低温、湿热、辐照、化学试剂等各种环境下的面形，验证了本方法制备反射镜的面形稳定性。