旋转双棱镜扫描技术通过两棱镜的共轴独立旋转,改变光束的传播方向,实现大角度指向与扫描。在红外对抗、目标瞄准与跟踪等方面有广泛的应用前景。但在成像系统中棱镜的加入会带来色差,限制了旋转双棱镜的应用。本文采用衍射光学元件,与棱镜组合,构成折衍混合光学元件,实现消色差。并探究了旋转双棱镜及旋转双棱栅的扫描模式。首先,根据折射元件和衍射元件的成像理论,确立了利用角色散的方法,设计棱镜和光栅参数,消除棱栅的角色差。然后,通过光线追迹的方法,计算出当介质面分别为折射面和衍射面时,出射光线的矢量表达式。建立旋转双棱镜和旋转双棱栅的数学模型。根据求出的介质面分别为折射面和衍射面时,出射光线矢量表达式,推导了光束分别通过旋转双棱镜和旋转双棱栅的数学表达式。确立了光束扫描与棱镜和光栅参数、回转特性之间的关系。提出利用高度角和方位角表示出射光线的方向。最后,以3~5?m中波红外为例,确立了棱镜和光栅的参数,再根据建立的旋转双棱镜和旋转双棱栅数学模型,用高度角和方位角表示波长不同时,出射光线的传播方向。利用MATLAB分析了旋转过程中双棱镜和双棱栅角色散的变化,利用ZEMAX分析了旋转过程中双棱镜和双棱栅色散的变化,验证了方法的可行性。