随着空间技术及需求的不断发展,空间探测技术也得到了更加广泛的应用,其中光谱成像技术由于其获得信息内容丰富的优势,被广泛应用于卫星遥感、矿产考察、国土测量、物质分析等领域,该技术也因此成为成像领域关注的重点。伴随越来越多的高精度应用要求,针对高光谱高分辨率的成像技术,西安光学精密机械研究所提出了大孔径静态干涉成像光谱仪(LASIS)设计方案。其中光学反射镜作为光谱仪的重要组成部分,其面形精度对系统的成像质量有不可忽视的影响。根据光学原理,光谱仪反射镜口径越大,其集光能力越强,分辨率越高。但是口径增大引起的反射镜重量上升与面形精度下降的问题也对光谱仪结构设计提出了严峻的挑战。本文所研究光谱仪反射镜口径为314mm,是目前已知投产高光谱仪中最大的口径,因此反射镜及其支撑组件设计也成为重中之重。本文首先对常见干涉光谱仪进行了研究,分析了影响LASIS系统成像质量的因素,在此基础上提出反射镜及其组件的设计思路。结合设计思路,对影响反射镜面形精度的主要因素及评价面形精度的方法做了进一步研究,提出了反射镜设计的限制和目标,编写了基于Zernike多项式的反射镜面形仿真拟合程序。在此基础上,结合前人思路,完成了包括材料选择,镜背设计,支撑方式及轻量化形式的反射镜初步设计,在背部开孔设计方面,本文从传统经验设计和拓扑优化设计两个方面入手,对反射镜进行了设计。对设计结果进行对比,验证了拓扑优化方法的优势。基于对支撑结构材料、装配及胶接工艺的研究,完成了反射镜支撑组件的初步几何结构设计,为了进一步消除胶层对于反射镜面形的影响,提出了以柔度为目标的支撑结构拓扑优化方案,完成了对反射镜支撑组件的设计。为了更进一步验证拓扑优化反射镜组件的力学性能,提高其对于工程实际问题的参考价值。本文首先对传统设计反射镜组件的仿真结果与实验结果进行了静力学和动力学方面的对比,验证仿真设置的可靠性。然后使用ANSYS分析软件,采用相同的仿真设置,对拓扑优化反射镜组件进行了静力学自重下的仿真,并应用面形拟合程序对反射镜自重下的面形进行了检测。在动力学方面,对拓扑优化反射镜组件进行了过载分析、谐响应分析、随机振动分析。各方面结果证明,本文设计的拓扑优化反射镜组件轻量化程度高,性能优异,完全符合设计要求。