长波红外光学镜头作为红外探测设备的关键组件,承担着将红外光信号聚焦到探测器上的重任,其成像功能的强弱在一定程度上决定了红外设备整体性能的优劣程度。目前传统的长波红外设备已经广泛运用到了军用、工业和医学的相关领域中,这要归功于长波红外探测器在低成本、集成化方面做出的突出贡献,但是在民用领域特别是消费类电子市场依旧未被拓展开,究其原因除了探测器本身的成本外,红外光学镜头的高成本制约了成像系统的广泛民用。因此研究设计低成本紧凑型移动端长波红外光学系统的意义广泛而深远。本课题工作主要通过Zemax软件进行模拟仿真,以相关光学设计理论为指导,遵循低成本、小体积、高性能的设计思想,设计移动端长波红外光学镜头。本文主要完成了以下几方面的内容:(1)设计了传统的长波红外光学系统,建立以两片锗材料透镜为基础的光学模型,此双透镜结构只采用一个非球面表面便很好地将像差得到优化,成像结果接近衍射极限。(2)将传统的长波红外光学系统进行功能上的扩展,设计了可见光和长波红外双波段的光学系统。为了克服双波段在材料选择和体积控制上面所存在的难题,通过在消色差理论的基础上进行分析,选择KBr-ZnS作为消色差对成功解决可见/长波红外双波段色差难以校正的问题;利用折射型结构成功避免了传统双波段光学系统由于采用反射结构所带来的体积大、存在遮拦的问题,使之更适宜用于移动端。(3)设计了一面是菲涅尔面一面是非球面的单透镜长波红外光学系统,与传统多透镜成像系统相比,在不明显降低成像质量的同时,降低镜头的成本。