激光惯性约束核聚变(Inertial Confinement Fusion，简称ICF)是当今国际的前沿研究领域，对于开拓下世纪的新能源有着极其深远的科学研究意义和应用价值。ICF高功率激光驱动器装置是一个大型复杂的精密光学机械系统，其工程设计涉及到结构、热、流体、光学等多学科领域，传统的以单一因素为主的设计分析已经难以保证真实地反映系统光学性能随环境载荷的变化，必须采用多学科的综合分析方法来为装置的工程设计提供一个准确并且优化的分析结果和设计方案，从而提高系统整体性能，缩短工程研制周期，减少工程造价。　　 集成分析方法是目前国际上普遍采用的一种解决跨学科问题的方法，它可以模拟多种因素对系统的共同作用效果，并且探究各因素之间的相互耦合关系，从而给出系统在使用环境下的真实响应。本文针对ICF装置中的关键单元部件——主放大器、靶场反射镜、空间滤波器，首次将光机集成分析方法对其工程结构设计参数进行了分析。通过数值模拟计算，分析了在力学载荷或热载荷的作用下设计参数对光学系统性能指标——波前畸变、光束退偏等效应的影响，得出了直观的数值解。了解这些设计参数的选取对于提高系统的光学性能以及系统的精密化都有着极大的指导意义。　　 本文首先针对神光Ⅱ第九路系统中的主放大器，分析了八边形钕玻璃片在不同支撑结构设计参数组合下，因重力导致的增益介质表面形变所引起的透射波前畸变PV值的变化，根据变化规律找出了钕玻璃片多点浮动支撑的优化参数组合，使得透射波前畸变PV值小于十分之一波长的设计指标。然后在优化的支撑结构条件下，运用集成方法分析了因支撑应力所导致的附加光程差和光束退偏，表明在结构载荷单独作用下，激光光束的质量主要是由增益介质的表面变形所决定。　　 在主放大器运行过程中，泵浦热效应会导致光束波面和偏振态均发生变化，从而使光束质量下降，本文运用集成方法分析了在增益介质泵浦面非均匀泵浦光能分布条件下，不同支撑结构参数、不同泵浦能量以及在泵浦脉冲期间的不同阶段热效应对光束波面畸变与退偏的影响，找出了激光光束通过增益介质的最佳时间，即在泵浦脉冲开始后的0.35～0.4ms期间可以使得激光光束在获得理想的增益的同时又避免引入较大的波前畸变。　　 其次，运用集成方法对ICF装置中的靶场反射镜硅胶装配工艺进行了分析，通过对镜片不同方位的硅胶层厚度，硅胶胶粘范围等参数的有限元分析，得出了其对因反射镜的镜面变形而引入的反射波前畸变的影响规律，并根据该规律获得了满足设计指标的装配工艺参数，从而控制反射波前畸变小于六分之一波长。由于靶场反射镜不可避免的受到各种随机环境振动的激励，因此为保证其对光束传输方向的控制与调整，必须对反射镜的稳定性进行精确的计算。本文通过集成分析技术得出了反射镜角度漂移与随机激励之间的关系，并在给定的环境功率谱密度条件下，针对某型反射镜架模块计算其因随机振动引起的角度漂移。　　 由于空间滤波器的两端透镜在工作时要承受大气压力的作用，因此不可避免的会对激光光束引入波前畸变和光束退偏。本文利用集成方法分析了透镜几何形状参数对波前畸变和光束退偏的影响关系，从工程角度为透镜选型提出了设计依据，从而保证了在实际运行条件下激光光束在经过透镜后可以获得较高光学质量。　　 本论文的工作为ICF装置结构设计对系统光学性能影响的评估提供了一种有效的分析手段，并首次将其应用于我国的ICF高功率激光器关键单元组件的设计，计算和分析了系统光学性能随结构参数变化的关系，所得的具体结果对于ICF装置的结构设计有着直接的指导意义。这种分析方法在ICF高功率激光驱动器的结构设计中具有较高的应用价值，对于工程结构设计的优化以及系统的精密化有着重要的实际意义。