应用于飞行器的成像光学系统前一般会增加整流罩窗口,整流罩对成像系统起到一定的保护作用,但同时也引入了像差,如何实现像差校正是整流罩光学系统设计的关键。目前像差校正的方法一般是在整流罩与成像系统之间增加固定校正器,虽然可以达到校正像差的结果,但也增加了光学系统的负担。衍射光学元件凭借其超高的设计自由度成为像差校正的常用元件,具有重量轻、基底材料丰富的特点,如果将其应用于整流罩的像差校正,不仅能够实现成像质量的改善,而且可以制作成曲面结构,与整流罩面型贴合为一体,对于共形光学系统轻量化有重要意义。本文正是基于此出发点,在研究整流罩的像差特性的基础上,将衍射元件设计在整流罩的内表面,实现对整流罩像差的校正。本文的主要工作为两部分:（1）基于衍射理论,分析了衍射元件的成像特性,针对衍射元件的色散特性,采用Schupmann消色差模型,对其色散进行了校正;在此基础上设计了与球面整流罩共形的衍射成像系统,给出了系统的设计参数;通过评估能量包络图、点列图、光学传递函数MTF等像质评价函数,结果表明系统的成像质量符合设计要求;考虑到器件实际制作过程中的误差因素,重点针对衍射元件的加工误差和光学系统装配误差,对衍射成像系统的公差进行了分析。（2）分析了在扫描视场下共形光学系统的像差存在的原因,针对椭球形、抛物面形、双曲面形三种面型的整流罩进行了建模,仿真了其各自的像差特性;利用衍射光学元件校正像差的能力,将其设计在整流罩的内表面,仿真结果表明三种整流罩在不同扫描视场内的像差得到了明显改善;最后根据光学系统的设计要求,对三种不同面形的整流罩在±20°扫描视场内进行成像系统的设计,并与传统折射式的共形光学系统对比,设计结果表明,三种共形衍射光学系统的成像质量良好。