为解决在高辐射环境中使用的红外热像仪，由于辐射导致其性能退化迅速的技术问题，采用二次成像两档变倍光学系统进行“L”型折叠的结构形式，设计了焦距为30/120 mm的非制冷红外双视场成像光学系统。其工作波段为8~12 μm，光学系统F数为1.1。设计结果表明，该系统结构简单紧凑、体积小、成像良好，在探测器对应的特征频率30 1p/mm处的MTF值大于0.4，满足应用需求。

设计了一款高性能的紧凑型双视场长波红外光学系统, 该光学系统由前固定组、变倍调焦组、后固定组、中继组组成。采用机械补偿变焦方式、光瞳匹配技术、二次成像和二次折叠, 有效地对光学系统纵向和横向尺寸进行了约束, 外形包络在 220 mm×95 mm(局部 135 mm)×50 mm(局部 110 mm)范围内, 系统紧凑, 体积小。通过光学和结构材料的优选搭配及光学系统参数优化配置, 在-40℃～70℃范围内, 控制了光学系统热差, 光学系统光轴稳定, 小视场光轴稳定性＜0.04 mrad, 大/小视场转换光轴平行性＜0.1 mrad; 应用该光学系统的热像仪性能高, MRTD(3 cyc/mrad)＝0.07 K, NETD＝30 mK。设计结果表明光学系统像质良好, 满足热像仪使用要求。

设计了一种超长焦距中波红外双视场光学系统，该系统采用二次成像结构，通过透镜轴向移动实现变焦功能。设计结果表明，该系统可以实现超长焦距600~150ｍｍ的变焦功能，且中心视场在探测器特征频率201ｐ/ｍｍ处的光学传递函数值高于0.5，接近衍射极限，能够很好地满足**侦察对远距离目标同时搜索和瞄准的要求。

基于光学设计基本理论，设计了一种体积小，跟踪范围可以达到整个前半球的可见光双视场光学系统。系统由前部集束系统，中间光路转折系统及后部成像系统3部分组成。集束系统采用望远镜式结构，用于改变光束的口径；光路转折系统采用库德光路，由4片反射镜组成，用于转折光路及扫描；成像系统由长焦成像系统和短焦成像系统组成，分别形成两个视场的像，用于目标识别与跟踪。光学系统焦距分别为60 mm和120 mm，设计传递函数在58 lp/mm处均大于0.5。加工装调后进行了成像试验验证，结果表明，该系统能够同时完成大视场及小视场的图像获取，在可视范围内成像质量满足系统总体要求。

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。

研究了双波段/双视场红外光学系统的设计，设计了双波段/双视场红外光学系统，引入衍射光学实现双波段成像，采用移动单个透镜实现视场切换。结果表明，该系统可以实现焦距为37mm/100mm，工作波段为3.7～4.3 μm/8～12 μm 的双波段/双视场光学系统，F 数为1.2，在空间频率20 lp/mm处的光学传递函数值＞0.5。应用结果表明，该系统结构简单，像质好。