在军事应用上,红外成像、红外制导展现出了卓越的性能。连续变焦的红外光学系统不仅可兼顾大视场搜索和小视场瞄准跟踪的需求,而且还可以解决两档与多档镜头由于视场切换短时间内对快速运动的目标丢失这一缺陷。由于目前制冷型探测器的探测度要比非制冷型高出1～2个数量级,所以目前大多数高清晰的红外热成像系统是需要制冷的。而制冷式红外凝视变焦热成像系统除了要求成像质量好,还要兼顾制冷系统特有的冷反射、冷阑效率,及红外无热化设计等要素,这些因素无疑增大了设计的难度。论文开始追溯红外变焦系统的国内外历史,论述了红外光学系统独自的特性。然后重点介绍了变焦距光学系统的基本概念与基本类型,分别对正组补偿,负组补偿进行了高斯理论求解分析,并用Excel进行了编程计算。再后给出了红外冷反射的定义以及产生的条件,指出YNI与I/Ibar都大于1只是充分非必要条件。随后,分析了无热化设计的三种形式,比较了各自的优缺点。最后,结合前几章的知识用Excel计算出了正组换根补偿与负组变倍组从正无穷大跳到负无穷大的两种初始结构,并用Code v对其像质进行了优化提高。在校正好像质的正组补偿变焦光学系统的基础上,对正组补偿变焦光学系统进行了冷反射分析与无热化分析,并绘制出了变焦凸轮曲线。