成像制导等技术在航天航空领域的广泛应用,使得可见、红外成像及跟踪探测技术不断得到发展。可见、红外成像及跟踪探测系统的研制,都要通过实验对其性能进行测试和评估,以保证系统的各项性能指标满足使用要求。系统性能测试时需要采用目标模拟器为待测系统提供仿真场景和目标。本文通过设计宽谱段、大相对孔径的动态目标模拟器,对目标模拟器中的光学系统设计和杂散光分析技术进行研究,实现了宽谱段、大相对孔径的可见、红外动态目标的准确模拟。文中根据宽谱段动态目标模拟器的工作原理设计目标模拟器总体结构布局。通过多种图像生成器件的比较,采用具有工作谱段宽、均匀性好等优点的DMD器件作为图像生成器件。采用可见及红外照明系统分开设计,聚光镜临界照明的方式实现DMD的宽谱段均匀照明。采用宽谱段大相对孔径准直投影系统作为目标投影系统,实现了0.4~5μm的宽谱段动态目标模拟。然后对目标模拟器中的光学系统进行设计。通过分析目标模拟器中准直投影光学系统的指标,得到系统谱段范围为0.4~5μm,视场为1.8°×1.4°,F数为2.56,焦距为460mm,为宽谱段大相对孔径光学系统,采用高次非球面的离轴三反结构对系统进行设计,设计得到成像质量接近衍射极限的光学系统,满足系统的工程使用要求。采用光学设计仿真软件Zemax和Tracepro对可见聚光镜和红外聚光镜进行设计,设计得到照明均匀的宽谱段光学系统,实现了0.4~5μm的宽谱段均匀照明。最后,采用Solidworks及Tracepro软件建立空间关系复杂的目标模拟器模型,对目标模拟器中准直投影系统的杂光系数进行分析,通过分析与实测结果相比较的方法验证了建模的正确性。对目标模拟器进行杂散光分析,通过分析发现了目标模拟器中存在的重影问题并实现了准确定位,采用对模拟器中的分束镜的结构进行优化和改进的方法解决了重影问题。设计优化后系统中的杂光得到了有效抑制,各类杂散光的光能量相对成像光能量均小于一个数量级以上。采用成像对比度对系统杂光水平进行间接评价,要求系统的成像对比度优于1:10,得到可见图像的对比度为2.45﹪,红外图像的对比度为9.42﹪,满足系统的成像对比度要求。