MEMS激光雷达借助微镜扫描可实现视场和分辨率的智能电控,实现激光雷达工作参数与车辆运动状态的最佳匹配,是车载激光雷达的重要发展方向。本论文以MEMS激光雷达的研制为背景,研究了单元探测器实现大视场凝视接收的光学系统设计问题,旨在为课题组正在研发的MEMS激光雷达提供接收光学系统。论文在深入资料调研的基础上,给出了激光雷达接收光学系统设计的约束条件以及能量传递规律,讨论了多透镜结构实现单元探测器大视场凝视接收光学系统设计的局限性。引入光锥作为中继元件,提出了一种单元探测器大视场凝视接收光学系统的设计方案,推导了该类光学系统结构参数设计的约束条件,分析了光锥中光路的传播规律。在此基础上,利用Lighttools软件对光学系统进行了建模和仿真计算,给出了接收效率随光锥长度、锥度以及与透镜间隔参数的关系曲线,发现在接收透镜与光锥大端紧贴时具有最高的接收效率,光锥长度和锥度存在最佳值。当平凸透镜直径为lOmm,焦距为15mm,且与光锥大端紧贴时,光锥最佳长度为14mm,小端直径为2.2mm,在视场角15°时的接收效率为96.45%,满足设计要求。在实验上,完成了上述接收光学系统的加工和光路搭建,测试了接收效率随视场的变化曲线和输出光斑分布,与理论设计曲线规律一致,为课题组MEMS激光雷达的研制探索了一种大视场接收光学系统的设计方案。