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我国现有的大功率激光驱动器—惯性约束核聚变装置具有功率最高、能量最大、最先进的特点，是集光机电等一体的复杂大系统。该装置是由大量的元器件、组件和子系统组成，其总体结构设计严格遵循“元件标准化、单元模块化、装置一体化”等原则。为满足物理实验对多光束编组打靶的精度要求，在装置的总体结构设计中对元器件、组件和子系统提出了严格的要求。鉴于此要求，在分析NIF装置系统研究现状、光学准直技术等基础上，研究适用于大功率激光驱动器4×1光学模块离线精密检测调整的定轴准直系统。定轴准直系统采用阵列的4×1准直光源实现对4×1光学模块中光学元件位形（位置和姿态）的调整，满足光学模块在线复位后的工作精度要求。对定轴准直系统主要研究工作概括如下:
通过对透镜、腔镜、光束取样三类4×1光学模块工作性能和精度指标的分析，明确定轴准直系统的功能特点;基于结构稳定性、基准统一性等设计原则，提出定轴准直系统的层次设计思想;对这些过程进行系统地研究，形成了大功率激光驱动器4×1光学模块定轴准直系统总体设计方案。
综合分析上述三类光学模块离线检测调整的方法，揭示了透镜模块位形最难以检测调整。因此，提出了模块中透镜的姿态、透镜的离轴检测调整的具体光路设计方案，并对方案进行详细的分析和优化设计，形成了检测用准直光源;为满足4×1光学模块检测调整对光源的一致性要求，提出了空间阵列法产生4×1准直光源，对阵列准直光源的关键技术和相关理论进行了研究和分析;设计了适用4×1光学模块检测调整的光机结构，采用有限元法对关键件进行了静力学分析计算。
分析了影响准直光源光路的误差和波像差特性的主要要素，建立了准直光路特性公差模型和输出光斑波像差影响系数的Zernike多项式理论模型。对模型进行了仿真计算，揭示了光学元件制造、离线装调、在线安装误差对准直光路像位和波像差的影响规律，为准直光源光学元件的制造、安装公差约束提供了数据支持。
为满足定轴准直系统光机结构的稳定性和光束失调指向精度要求，基于结构静力学和动力学相关理论，对定轴准直系统最关键的支撑架进行了模态、瞬态动力学和随机振动分析。通过对支撑架建模、仿真计算，分析了结构的可靠性，为支撑结构的稳定性设计提供依据。
建立了定轴准直系统的光学检测基准模型，就准直光路元件的失调位移对基准精度的影响进行了建模、模拟计算和分析，提供了定轴准直系统检测基准精度的控制方法和指标。通过模拟计算准直光源模型，标定了4×1透镜模块检调参量。