随着太阳物理研究领域的发展，太阳观测对高空间、高时间和高光谱分辨力的需求越来越迫切。开展2米级以及更大口径太阳望远镜的研制成为了空间物理发展的必然趋势。大口径开放式太阳望远镜在结构设计形式以及热控方式上与传统小口径真空密封式太阳望远镜存在很大差异，面临着许多新的技术挑战。　　课题针对大口径太阳望远镜的主镜筒开展设计，包括主镜筒的结构设计和热分析设计。作为主光学系统的载体，主镜简是望远镜成像的关键部件，其设计的好坏直接影响整个系统的成像质量和跟踪指向精度。一方面，需要优化设计主镜筒结构使之对总体性能的影响最小：另一方面，主镜筒的热控制技术也是一项非常具有挑战性的技术。这是因为太阳望远镜的观测目标是太阳，直接接受太阳辐射，温度变化大，而大口径太阳望远镜要求成像分辨力达到或接近衍射极限，对温度变化十分敏感。因此，主镜筒的热控设计是太阳望远镜设计中一个关键研究方向。　　本文首先对2米级太阳望远镜主镜筒的功能、组成以及影响系统性能的主要误差因素进行了分析，并结合太阳望远镜工作的热环境和实际光学设计提出了主镜筒的设计原则以及具体设计指标。　　主镜筒的热设计主要由三部分构成：主镜、热视场光阑(heatstop)以及机架结构。主镜直接接受太阳辐射，太阳光辐射的峰值功率密度超过1000W/m2，经过反射后约有10％的光能量转化为热能并被主镜储存起来。因此抑制主镜温升导致的镜面变形以及镜面上方空气受热造成的视宁度影响就成为了设计重点。热视场光阑位于主镜焦点，将约99％的热能量被反射出望远镜系统，只让成像视场所必需的光能量进入后续系统，实现对次镜以及中继光路中各光学元件的热防护。视场光阑处的热功率密度达到MW/m2量级，如果不采取适当的温控措施，视场光阑会在太阳辐射下温度急剧上升，一方面导致系统内部的视宁度变差而影响光学成像质量，另一方面过高的温度甚至会导致视场光阑的永久变形或破坏。机架结构完全暴露在太阳辐射下，其热吸收功率也相当高。这会影响主镜筒内部的视宁度，并导致结构变形使光学元件的光学间隔发生改变，影响成像质量。针对上述三个问题，本文采用了主镜空气冷却系统、热视场光阑双层水冷系统，以及机架结构的被动散热设计。　　主镜筒结构设计主要体现在刚度方面：保证望远镜跟踪过程中主、次、第三镜之间的相对偏移量，维持主、次、第三镜光学表面的支撑面型，满足光学系统的像质要求，并保证望远镜的总体跟踪精度要求。本文建立了主镜筒结构的实体模型，采用有限元分析方法对其重要部件进行仿真优化设计。包括四通、桁架以及主镜支撑结构的详细设计和分析。　　最后建立了主镜筒整体的有限元分析模型，对其进行了模态分析和温度场仿真计算，用以指导2米级大口径太阳望远镜主镜筒设计的工程实现。