增大望远镜的口径能提高望远镜的成像分辨率和集光能力。自1609年伽利略发明世界上首台望远镜诞生以来,不断增大望远镜的口径成为人们坚定不渝的追求。由于加工能力的限制,目前世界上能制造的最大的天基望远镜和地基望远镜口径分别为2.4米和8.4米。继续增大望远镜的口径成为人们进一步探索外太空需解决的重要问题。子孔径拼接技术一经提出便受到广泛关注。子孔径拼接技术无需考虑大口径主镜难以加工的问题,通过多块小口径子镜拼接组成更大口径的主镜。目前,国内外多台反射式拼接望远镜已投入应用。然而口径的增大使反射镜面密度大、面型公差紧的问题难以忽略。薄膜衍射元件面型公差宽松、体积小、质量轻,国内外已先后研制了以薄膜衍射元件作为主镜的望远镜系统。由于薄膜衍射元件目前能加工的极限口径仍达不到大口径望远镜所需量级,结合子孔径拼接技术的薄膜拼接望远镜是下一代大口径望远镜的主流。拼接失调误差是拼接过程中子镜偏离理想位置的误差。当拼接失调误差存在,各子镜焦点难以重合,焦平面相位难以保持一致,成像系统无法达到同等口径下单面镜的成像效果。因此拼接失调误差的校正是拼接镜投入应用需解决的关键问题。根据文献,拼接式反射镜失调误差的校正过程多为:先检测波前再由波前反演得到失调误差最后通过机械结构校正误差。拼接式薄膜镜失调误差的校正借鉴了拼接式反射镜的校正方式,通过干涉或光束自准直等方法检测失调误差。目前文献报道的拼接失调误差的检测方法不适用于大口径拼接薄膜镜失调误差的在线校正。盲优化算法无需检测失调误差,直接通过远场光斑等信息指导控制器件对子镜的失调误差进行校正。为实现大口径拼接薄膜镜失调误差的在线校正,本文采用盲优化算法对拼接镜失调误差在线校正进行仿真研究。本文针对大口径拼接薄膜镜失调误差的在线校正问题开展了以下研究:建立大口径拼接薄膜镜模型,分析不同失调误差对拼接薄膜镜系统性能的影响。分别采用随机并行梯度下降算法和有记忆的模拟退火算法对失调误差进行在线校正仿真研究并分析了两种算法的优劣。根据模拟退火算法校正速度慢的问题,提出了改进模拟退火算法。基于改进模拟退火算法和随机并行梯度下降算法的混合算法进一步提高了大口径拼接薄膜镜系统失调误差的校正速度。本文主要研究工作包括:(1)介绍了本文的研究背景及意义。通过分析国内外拼接式反射镜和拼接薄膜镜失调误差检测方法难以用于大口径拼接镜失调误差在线校正的研究现状,提出基于盲优化算法的大口径拼接薄膜镜失调误差的在线校正方案。(2)建立了包含五块子镜的菲涅尔波带片拼接模型并分析了在不同失调误差下拼接薄膜镜成像系统的点扩散函数和调制传递函数,计算了不同失调误差引入的光程差与拼接镜F数的关系。(3)为了验证盲优化算法在线校正拼接薄膜镜失调误差的可行性,采用随机并行梯度下降算法和模拟退火算法对拼接薄膜镜失调误差在线校正进行仿真研究。仿真研究表明在较小的波前均方根值下随机并行梯度下降算法能快速高精度地校正拼接失调误差,当波前均方根值大于0.72λ时算法容易陷入局部极值,校正精度下降,无法达到拼接薄膜镜系统所需的成像效果。模拟退火算法对于波前RMS值大于0.72λ的失调误差的在线校正均能收敛,但校正速度较慢。(4)为提高模拟退火算法的寻优速度,提出了自适应扰动模拟退火算法。该算法根据已建立的拼接薄膜镜模型,设立了判定子镜拼接失调校正状态的阈值。改进算法校正失调误差过程中通过优化指标与阈值的大小自适应地改变扰动量。基于改进的模拟退火算法和随机并行梯度下降算法的混合算法具有更高收敛速度。仿真结果表明在同样的失调误差、同样的迭代终止条件下,改进模拟退火算法的收敛速度相比于传统模拟退火算法提升了近一倍。混合算法相比于改进的模拟退火算法,进一步提升了拼接失调误差校正的速度。