大口径光学望远镜由于其高的角分辨率和强大的集光能力,在天文学中起着不可替代的作用。随着天文学的发展,天文望远镜的口径越来越大。受制于镜片加工、运输、支撑等技术的限制,单块式主镜不能满足部分天文探测项目的需求。拼接镜技术将多个小口径的反射镜组合起来,形成大口径的望远镜主镜,是提高地基和天基光学望远镜分辨能力的重要方法。与传统成像系统相比,拼接镜的特殊结构决定了其成像特点和分析方法有所不同。在拼接镜的装调过程中,共焦、共相是决定其成像质量的关键,而传统基于波像差的成像质量评估方法是否适用于拼接镜系统还需要进一步的讨论。因此有必要对拼接镜的成像特性进行深入研究,为拼接镜设计以及装调过程提供理论指导。在这一方面,本文主要做了以下工作:1.基于标量衍射理论建立了拼接主镜的物理模型,研究了拼接镜的成像过程,分析了拼接误差对成像质量的影响。本文通过对拼接镜广义光瞳函数做傅里叶变换得到观察面上的光场复振幅分布,而将拼接误差的影响归结到广义光瞳函数的附加相位中去,并给出了不同拼接误差与附加相位之间的对应关系。作为对现有拼接镜成像理论的扩展,本文指出由活塞误差导致的附加相位应额外包含一个离焦项,并说明了该项在活塞误差较大时,会显著影响成像质量。2.对由两块半圆形子镜组合成的拼接镜做仿真计算,给出了存在活塞误差、倾斜误差和离心误差时的点扩散函数以及斯特列尔比,展示了拼接镜成像的基本特征。发现了大活塞误差下,斯特列尔比曲线包络线的单调下降性质。讨论了利用这一性质对拼接镜进行粗共相的可能性。3.对拼接镜的成像质量评估方法进行了理论及仿真研究。以六边形拼接镜为研究对象,介绍了基于波前相位误差均方根(RMS)分析成像质量的理论工作,分别给出了存在活塞误差和存在倾斜误差时,斯特列尔比作为RMS的函数的近似表达式。对10m级拼接镜做数值仿真,给出了不同拼接误差下的点扩散函数与调制传递函数,以检验理论分析的结论。结果表明,传统基于波像差的评估方法计算出的斯特列尔比与仿真得到的斯特列尔比之间存在区别。