无论天基还是地基望远镜,一个共同的发展趋势就是追求更高的观测分辨率,从而使得望远镜的口径不断增大。通光孔径的尺寸在一定程度上成为了反映天文望远镜观测能力的指标,但是,主镜尺寸的不断增大,给望远镜的设计、加工、制造、检测等技术带来了前所未有的挑战。拼接望远镜虽然可以使望远镜口径越来越大,但也带来了许多新的问题,如拼接分块镜的失调误差,如平移误差、倾斜误差、拼接间隙误差等,以及各拼接分块镜的各自面形误差、反射率偏差等,所有这些误差都会降低成像的质量,因此,各拼接分块的镜面必须恰当地共相到同一个主面上。本论文以上海技物所承担的中科院重点创新项目“超大口径红外合成孔径相机”中2米口径拼接望远镜主镜为对象,对大口径反射镜拼接误差进行了研究,主要内容如下,设计了2米拼接望远镜的光学系统,给出了2米SiC拼接主镜的轻量化和支撑结构设计。根据轻量化主镜的工作状态,用有限元软件进行了应力和变形分析。运用几何光学像差理论,对拼接主镜的拼接位置失调误差进行了分析,通过非球面方程导出了波像差表达式,建立了波像差与失调误差之间的关系。利用拼接主镜具有绕光轴旋转对称的特性,对波像差进行了多项式展开,指出了波像差多项式系数的名称及其与赛德尔像差之间的关系。依据泽尼克多项式可以获得五种单色像差如球差、慧差、场曲、像散、畸变的误差系数。利用光学设计软件ZEMAX建立了拼接主镜干涉检测模型,基于此模型,对拼接误差与干涉条纹的泽尼克多项式的像差之间的关系进行了仿真。编写了基于Python脚本语言的仿真程序,该程序通过动态链接库自动获取ZEMAX干涉条纹泽尼克多项式数据,极大地提高了仿真效率。本文在对拼接误差进行理论分析的基础上,通过光学软件进行仿真验证,得出了抛物面反射镜所有拼接误差对波像差的影响都是线性叠加的这一结论。依据该结论,提出了基于误差灵敏度矩阵的拼接误差线性反演算法。完成了拼接原理样机的装配与实验平台的搭建工作。采用Offner零位补偿检测法,通过计算机控制对单个非球面扇形分块镜进行了拼接实验,采用光学数据分析软件SAGUARO对实验的数据进行了分析,结果验证了泽尼克多项式的有效性。