空间滤波器在高功率激光装置中的应用与发展已经超过四十年。传统的针孔空间滤波器由两个共聚焦的透镜对和焦平面处的针孔组成。作为高功率激光装置中的关键器件之一，针孔空间滤波器主要用来实现滤除小尺度的空间不规则性、像传递作用与光束扩束等功能。高功率激光装置在运行过程中，由于焦斑强度过高，导致针孔空间滤波器在使用中出现了空气击穿、等离子体堵孔与针孔损耗等一系列问题。为了解决这些问题，高功率激光装置中的针孔空间滤波器往往需要在真空或者接近真空条件下使用，同时针孔的材料与结构也在不断发展中。然而，上述这些解决方法导致了运行条件与维护要求苛刻，并且对针孔空间滤波器的滤波性能产生了不利影响。为了解决上述问题，同时不引起极端的运行条件与维护要求，狭缝空间滤波器在高功率激光装置中的应用引起了关注。在狭缝空间滤波器中，以柱透镜或者像散透镜等非轴对称光学元件替代传统针孔空间滤波器中的透镜，将空间滤波器中的点状焦斑转换为两条相互垂直与分离的焦线，从而使空间滤波器中的聚焦面积增大，达到降低滤波光阑处的峰值功率强度目的，理论上峰值功率强度最大可降低达到3个数量级。因此，狭缝空间滤波器可以缓解甚至消除由于高功率激光系统中的等离子体堵孔等问题。　　目前，主要的狭缝空间滤波器结构包括共聚焦像散透镜对结构（“两镜”结构）、四柱透镜结构（“四镜”结构），“柱-球-柱”结构（“三镜”结构）等。这几种结构都具备了空间滤波、像传递作用与口径匹配等基本功能。然而，狭缝空间滤波器作为非轴对称光学系统，在这些基本功能方面与传统针孔空间滤波器相比存在显著差异，同时几种结构之间的基本功能也存在差异。本论文以用于高功率激光系统作为牵引，研究在高功率激光系统中上述基本功能方面的差异对于狭缝空间滤波器结构参数设计的影响。本论文主要的研究内容：　　1.首次利用矩阵光学方法推导出狭缝空间滤波器的像传递公式，并讨论了该公式的适用范围，并将共聚焦球面透镜对结构（传统针孔空间滤波器）、共聚焦像散透镜对结构、“柱-球-柱”结构归纳为四柱透镜结构的三种特殊情况。在等口径匹配条件下，研究了共聚焦球面透镜对结构、四柱透镜结构与“柱-球-柱”结构之间像传递作用的差异，并引入了自由空间长度、系统长度与结构长度等参数来描述像传递光学系统的差异。最后，在等口径匹配条件下，简要论证了四柱透镜狭缝空间滤波器的结构参数限制条件。　　2.理论模拟并实验验证了四柱透镜结构的像传递平移特性。根据所推导的像传递公式，结合衍射的角谱理论与薄透镜的光学变换性质等基础理论，建立了复杂光学系统的衍射计算模型，并MATLAB软件模拟了四柱透镜结构的像传递平移特性。模拟结果表明：在不考虑光学元件的有限尺寸对衍射的限制作用情况下，四柱透镜结构的非轴对称性对于满足像传递作用的出射光束的近场轮廓有一定影响，即在近场轮廓中引入了非轴对称性的近场衍射调制；在考虑光学元件的有限尺寸对衍射的限制作用情况下，四柱透镜结构的非轴对称性对于像传递作用的影响可以忽略。最后，通过实验研究验证了四柱透镜结构的像传递平移特性与空间滤波功能。　　3.在实际高峰值固体激光系统的振-放级中，利用共聚焦像散透镜开展了狭缝空间滤波器的演示验证研究，实验研究了共聚焦像散透镜结构的狭缝空间滤波器对光束近场调制累进增长的抑制作用，验证了该类狭缝空间滤波器的像传递功能，研究了滤波器截止频率对放大级输出光束质量的影响。　　4.研究了上述几种狭缝空间滤波器的聚焦特性。以NIF装置为例，讨论了传输空间滤波器与腔空间滤波器对几种狭缝空间滤波器的设计限制因素。综合考虑了几种狭缝空间滤波器在滤波功能、像传递作用与口径匹配等方面的差异，建立了用于高功率激光系统的狭缝空间滤波器设计方法，给出了滤波器的关键结构参数设计限制条件。