空间远程探测技术的不断发展与进步,对空间光学系统提出越来越高的要求,具有大口径、高像质等特点的离轴反射式准直仪已成为研究的重点之一。本文对一种低温真空离轴反射式准直仪的光学设计、低温环境下的温度补偿方法、系统低温热变形、非球面镜面的加工检测技术、系统的装调工艺以及降温条件下的成像质量展开了研究。根据口径380mm、焦距6m、工作波长λ为0.55-15μm准直仪系统的设计指标,提出采用离轴R-C结构,计算其初始结构,运用Zemax软件优化出设计结果,该系统轴上点波像差RMS值优于0.02λ、轴外点波像差优于0.25λ。该仪器在100K-330K的低温真空环境下工作,提出了采用殷钢加不锈钢反向温度补偿的方式,分析降温193℃时主次镜位置对像质的影响。运用Patran软件分析降温4天后,系统、主镜和折转反射镜的温度分布和热变形情况,得出150K低温条件下温度分布均匀、镜面面形变化小于λ,保证系统的像质稳定。根据口径390mm、离轴量380mm的主镜的面形要求,采用刀口阴影法和Offner补偿法进行加工检测,实现主镜面形RMS值优于V30。采用动态干涉仪及自准直法,完成系统常温常压下的安装调试,系统出射波面畸变优于λ/10；分析装调过程中主次镜位置对系统像质的影响。实时监测20℃～-110-℃降温过程,得系统出射波面畸变均优于0.25λ,达到设计要求。