近年来随着红外技术的飞速发展,红外双波段连续变焦系统已经成为世界各国红外技术的发展与应用的研究方向。与传统变焦相比,双波段变焦系统一方面可以实现对大视场目标的搜寻,又可以通过小视场扫描目标;另一方面可以同时探测中波波段内与长波波段内的目标信息,既可以保留单一波段的优势又能兼具双波段的探测能力,能有效地对伪装信息进行筛选,使得系统对目标信息的获取能力显著提升。论文从近年来国内外专家学者对红外双波段系统和红外变焦系统的已有的研究工作入手,总结了本课题制冷型红外双波段变焦光学系统相关的设计指标和设计成果。通过选型、优化和分析最终设计出了制冷型红外双波段变焦光学系统。此系统变倍比为3倍,以机械正组补偿为基础实现了像面稳定的双波段连续变焦,并且通过对凸轮曲线的绘制和分析得到平滑无拐点的变倍组与补偿组的相对运动曲线。系统基于难度较大的透射式结构设计出了满足中波3.7μm～4.8μm,长波7.7μm～10.3μm两个波段在同一结构中成像,并且实现了共焦。在变焦结构之后添加了二次成像结构实现了制冷红外系统100%冷光阑效率。通过对制冷型红外双波段变焦光学系统的传递函数、点列图和像差曲线等像质评价方式表征,得出:整个光学系统在17lp/mm处的MTF在每种情况下都接近衍射极限,系统处于中波波段时三个视场处的MTF都大于0.5,系统处于长波波段时三个视场处的MTF都大于0.3。从点列图中可以看出弥散斑均方根半径基本小于一个像元尺寸30μm。最后通过光线反向追迹等方法对系统产生的冷反射进行了分析;并通过机电主动式的方法实现了-40?C～+60?C范围内的无热化设计。最终达到系统结构合理成像质量良好且具有一定的实用性。