为适应机载光电系统对红外热像仪光学系统小型化、轻量化的要求, 采用前端无焦扩展倍镜与后端连续变焦光学系统组合的方式, 实现了 30～660 mm的 22倍连续变焦光学系统。该系统的光学总长为 244 mm, 总长/最大焦距比为 0.37, 系统具有光学总长小、变倍比大的特点, 适用于远距离目标探测的大型机载光电吊舱系统中。将前端无焦扩展倍镜去掉后, 后端连续变焦光学系统可以实现 15～330 mm的 22倍连续变焦光学系统, 该系统的光学总长为 138 mm, 总长/最大焦距比为 0.42, 可作为独立的连续变焦系统应用于近距离目标探测的中小型机载光电吊舱系统中。设计结果显示, 该系统在两种状态下均成像良好, 在探测器对应的特征频率 33 1p/mm处, 中心视场的 MTF值均在0.3附近, 接近衍射极限, 0.7视场的 MTF值均在 0.2附近, 边缘视场的 MTF均在 0.15附近, 能够满足应用需求。

为适应不同类型建筑的红外非接触式安全与质量检测需求，针对像元尺寸为14 μm×14 μm的1024×768元高性能非制冷长波红外探测器，采用变倍组光焦度为负值、补偿组光焦度为正值的正组补偿结构形式，并合理分配各组透镜的光焦度，设计了一种焦距为30～180 mm、工作波段为8～12 μm、 F数为1.2的大变倍比非制冷红外连续变焦成像光学系统，然后对其成像效果进行了分析。结果表明，该系统在变焦过程中成像质量良好，在探测器36 1p／mm特征频率处的光学调制传递函数(Modulation Transfer Function， MTF)值大于0.3，满足应用需求。

由于我国幅员辽阔，不同地域的环境温度差别巨大。为满足建筑工程安全监控用红外热像仪的环境适应性要求，采用了折射/衍射混合光学被动无热化设计方式。通过对不同红外光学材料透镜的光焦度进行合理分配，设计了一种能够在-55～70 ℃范围内工作、视场为24.1°×19.4°的小型化非制冷红外成像光学系统。该系统的工作波段为8~12 μm，F数为1.0。设计结果表明，系统结构简单、体积小且成像良好，在空间频率42 1p/mm处的光学调制传递函数 (Modulation Transfer Function，MTF)值大于0.3，可以满足应用需求。