角锥棱镜是一种光束回射元件，通过三个互相垂直的反射面，能将入射光线原路返回，该特性让其在目标跟踪、光学测距等领域有重要做用。受限于角锥结构与加工精度原因，常见角锥棱镜口径较小，常采用阵列方式组成大口径的后向反射器。组成阵列后由于安装误差等原因，阵列中角锥棱镜之间会存在空间位置差异，在光束传播过程中引入活塞相位误差。目前对于角锥棱镜的研究主要集中在角锥本身的加工误差上，没有对阵列中角锥棱镜之间空间位置误差造成的反射效率下降提出有效的解决方法。为此，本文设计了角锥阵列相位精密调整机构，以及研究了其锁相控制方法，为提升角锥阵列性能与扩展应用场景做出贡献。

首先本文通过光束运动学的方法明确了角锥棱镜实现原路返回的基本原理，并通过傅里叶光学的方法建立了反射光束远场仿真模型。

然后对机构进行了基础设计与加工，通过实验的方法验证了仿真模型的正确性、检测方法的有效性以及机械原理的可靠性。

接着，不直接测量角锥棱镜的空间误差，采用相干合成领域的锁相控制的方法，通过对反射光束的相位控制，达到校正角锥阵列子孔径间空间位置误差的目的。对锁相控制算法，通过模拟仿真的方式，进行了对比与研究。

最后，基于前面机构的验证，对结构进行优化与改进；基于锁相控制的方法，实现了闭环控制的收敛。实验结果表明，本次课题的角锥阵列相位精密机构与锁相控制算法，能够有效的提升角锥阵列的使用效率，并且有一定的稳定性。

除此之外，本次课题扩展了角锥阵列的使用场景，角锥阵列不再局限于光学反射器，还可以作为相位调制器实现光学系统中的活塞相位控制。以其单元性、纯粹性、稳定性、可扩展性在相位调制领域有独特作用，本次课题设计的机构通过实验生成涡旋光，证明了其活塞相位调制能力。