根据光学补偿变焦距理论, 基于红外中波制冷型320×240焦平面探测器, 设计了31×光学补偿式红外步进变焦光学系统。该光学系统工作波长范围为3 μm～5 μm, 光学系统的F#和探测器相匹配, 恒定为4, 冷屏效率100%, 焦距范围430 mm~12.867 mm。采用3种光学材料和非球面对光学系统进行优化设计, 对7个视场严格校正了像差, 各个视场的MTF曲线均接近衍射极限, 获得了良好的像质。

介绍了凝视面阵双视场长波红外光学系统设计及无热化技术。采用两种不同的光学构型实现视场切换，第一种方案通过轴向移动一组透镜实现视场切换，第二种方案通过旋转变倍插入镜组实现视场切换，对比了它们各自的优缺点。研究发现旋转变倍光学系统光学性能优于轴向两档变倍光学性能，但不适合采用光学被动式无热化设计；两档变倍光学系统在小变倍比的情况下（倍率小于4），各项光学性能良好，且较容易采用光学被动式无热化设计，实现轻量化小型化设计。设计中引入非球面降低系统残余像差，减少了镜组个数，降低了系统成本。光学系统工作波段为7.7～9.7 μm，结构紧凑，可达到100%冷光阑效率，像质评定结果表明，光学系统双视场在全温度范围内（-60 ℃～70 ℃）像质良好。

介绍了一种新颖变焦双视场长波红外光学系统设计实例, 适用于制冷型 320×256凝视焦平面探测器。通过变倍组在一次像面前后移动实现变焦, 同时实现近处景物调焦和温度补偿。该系统仅由5片透镜组成, 可实现焦距为 183 mm/61 mm两档变焦, 工作波段为 7.7～9.3 μm, F/数为3, 满足 100%冷光阑效率。具有变焦新颖、结构紧凑、像质高、透过率高、成本低等优点。

设计了一个用于远距离监视电视的折反射式步进变焦距透镜。为使微光、白光和近红外三个波段共用一个光学系统,提出一次成像折反射式变焦,并进行了理论分析和给出了设计实例。克服了二次成像折反射式步进变焦方式二级光谱不能校正的缺陷,并且杜绝了像面中心产生黑斑的可能,结构也比较简单。