在设计及制造高功率激光装置时,除了关注功率密度或总能量外。更应注意激光经传输装置后的光束质量,以使设计及使用要求得以满足。实际应用中,高功率激光在经过反射光学元件时都会因为热变形而产生光束畸变,从而影响输出激光的相位及振幅。但反射光学元件在高功率激光装置应用中受热变形不可避免。且高功率激光装置输出的激光光束质量的下降会随着反射光学元件的热变形的加剧而愈发明显。反射光学元件的热变形已成为限制高功率激光装置输出激光光束质量进一步提高且在制造的高功率激光装置时必须的主要因素之一。论文的主要内容包括：1、基于热变形相关理论,借助有限元等数值分析手段,对高功率激光束以45°角度辐照下的反射镜的热变形进行了仿真。但利用有限元仿真得到的光学元件的变形为离散的,需要利用镜面拟合等手段以得到光学元件更全面的面型信息。本文将有限元仿真计算结果利用Zernike多项式对反射光学元件面型进行拟合,输出反射镜变形后的镜面曲面,实现了有限元分析和光学设计衔接。2.根据流体力学知识,结合微尺度传热理论,分析了Navier-Stokes方程和导热方程对微通道热沉内流体流动与传热描述的有效性,将RNG κ-ε模型用于微通道内流体湍流流动与传热的数值模拟。使用通用有限元计算软件,对高能激光器所产生的激光束以45°角度辐照下水冷反射镜的热变形进行了仿真,对比仿真结果,采用微通道水冷技术,可减小反射镜温度场梯度、减小变形量。3.设计了适用于高功率激光反射镜冷却的五层微通道结构。探讨了目前微细加工技术,确定采用深层光刻曝光化学腐蚀技术、激光线切割技术和铜直接粘接技术作为制备水冷镜加工工序。并对水冷镜的镜面热变形和镜面精度进行分析,分析表明冷却效果较好,完全达到冷却的目的。4、为对高功率激光远场光束质量进行了测量,研究大气对激光传输的影响,得出大气对激光传输主要影响因素,对比水冷前后激光远场分布特征,得出水冷反射镜可大大改善高能激光的远场行为,最后对激光远场能量分布测量方案进行综合误差分析。