为了监视空间目标和空间碎片,设计了折衍射透镜混合的大视场、大相对孔径的光学成像系统,对该系统的设计指标、工作原理、基于折衍射透镜混合的消色差以及消热差设计方法进行研究。首先,介绍了空间目标监视系统构成及工作原理,根据使用需求确立了光学系统的设计指标。接着,利用折衍射混合透镜进行光学系统的优化设计,包括焦距缩放、调整口径和视场、像差校正等。然后,在分析系统能量集中度分布、像点弥散斑半径、光学传递函数曲线以及色差、畸变等像质评价方法的基础上,不断优化光学系统性能。最后,分析在不同温度下系统的光学传递函数。设计结果表明:光学系统总长63.4 mm,视场为25°×25°,焦距为32.33 mm,相对孔径为1/1.6,折衍射混合透镜的使用,使得系统垂轴色差为-0.828μm,在-50,20,70℃温度下,各视场对应光学传递函数均大于0.6。该折衍射混合光学成像系统实现了消色差和消热差,具有良好的成像性能。