随着激光技术进一步成熟,激光发射系统朝向更大口径、更高功率、更复杂环境适应性发展,因此对其光学防护窗口的要求越来越高。其光学防护窗口用于隔离系统内部与外部的空间,保证系统内通道的密封性,防止其内部光学元件遭受外界盐雾颗粒、霉菌等的侵蚀,达到对其内部整个光学系统防护的目的。本课题针对大口径大功率激光发射系统的光学防护窗口结构进行研究,对其支撑结构进行设计分析和优化,减少光学防护窗口镜镜面变形。该防护窗口不仅可以隔绝系统内部与外部的空间,保证内通道的清洁。同时,能够在承受高低温及重力复合物理场叠加载荷下,保证窗口镜镜面的面形精度,不会改变系统输出的激光光束质量。通过查阅国内外资料,了解国内外对激光发射窗口的研究和支撑结构设计的研究现状。基于本课题研究的窗口镜与常规反射镜不同,镜体的两个面需要透射激光,支撑结构要尽量减少对光线的遮拦的要求,本文提出三叶架结构与带有中心通环的底座结构相结合的支撑方法。在底座上设计安装径向、轴向支撑柔性结构。径向支撑设计为带有槽缝的柔性环结构,轴向支撑设计为2个轴向柔性环与12个等效为弹簧的柔性结相结合的结构形式。使用UG建模软件建立窗口组件的初步模型。完成初始建模后,使用Ansys workbench软件进行有限元分析与参数优化。通过分析在自重条件下和叠加环境温度载荷下镜面的变形,主要使用RMS值（均方根值）对窗口镜面形进行评价。此外,对窗口镜进行模态分析,利用前四阶模态频率计算其动态刚度。当初步结构设计的仿真结果不满足面形要求时,再进一步优化分析,首先进行灵敏度分析,筛选对面形精度优化目标敏感的参数,剔除不敏感的参数,其次对剩余变量生成样本点,进行迭代计算,以RMS值最小和最大等效应力值最小为优化目标,进行寻优迭代,最终镜面面形精度RMS最优达到了90.26nm的结果,满足RMS≤λ/5（其中λ=632.8nm）的技术要求。并且优化后窗口镜及支撑结构整体的固有频率,高于150Hz的技术要求。