能源供应与人类社会的发展密切相关。对化石能源的大规模利用,使得人类进入了工业时代。人类社会日益发展的物质文化需求使化石能源逐渐枯竭,并且造成严重污染威胁了人类的生存环境。可控核聚变作为一种解决能源问题的重要途径,难点就在于其反应条件。现在主要通过磁约束和惯性约束两种方式来来实现对核聚变的控制。磁约束装置中,托卡马克是中一种较为理想的装置。近年来各国对托卡马克装置中的核聚变的研究有着许多进展。各种基于微波反射技术的诊断仪器也被用于托卡马克中的等离子体诊断。对磁约束等离子体中异常输运的研究,关系到磁约束核聚变的实现。而对等离子体中电子密度扰动的测量是理解异常输运特性的关键。微波反射成像(Microwave Imaging Reflectometry,MIR)是新发展的测量等离子体中电子密度扰动的方法。微波反射成像结合了微波反射法(Microwave Reflectometry)和准光成像技术,能够实现对等离子体密度扰动信息的成像,是对磁约束等离子体进行诊断的重要手段。微波反射成像与常规微波反射诊断系统的差别是使用了准光学系统,因此对微波反射成像系统的准光光路的设计是系统设计中的重要一环。在准光光路的设计中,波前曲率半径的匹配和高斯波束束斑的半径是设计的关键。本论文首先介绍了光学成像理论,对光学系统产生的像差进行分类叙述,介绍了毫米波准光技术中高斯束的传播特性,详细叙述了微波反射成像技术的基本理论,作为准光光路设计的理论依据。在此基础上设计了采用透镜的3mm微波反射成像系统准光光路,并利用CODE-V光学仿真软件进行仿真。此套系统实现了2cm到5cm的空间分辨率。此外针对透镜对微波的反射损耗,另外设计了一套部分采用反射镜的准光光路,并且实现了比上一套系统更小的像差。另外,在本论文中,针对微波反射成像系统中毫米波高斯束束斑质量的测量,搭建了一套准光波束束斑自动测试系统,基于LabVIEW平台编写了自动测试软件,实现了对高斯束功率分布的自动测量。并在8mm微波反射成像实验平台上进行了测试,验证了自动测试系统的有效性。