近年来，随着变焦距系统光学设计理论的完善以及加工工艺的成熟，变焦距光学系统的种类日益丰富，成像质量逐渐提高，可与定焦系统相媲美，因此广泛的应用到各种工作生活领域中。在这种情况下，研究变焦距系统的设计无疑具有重要意义。 本论文根据衍射光学元件(DOE)的成像原理及红外变焦光学系统的技术特点开展研究，完成了如下工作： 1．综述DOE的应用发展及红外变焦距系统的发展历史。 2．本文研究了衍射光学元件的光学特性及其在红外系统中的应用。衍射光学元件在光学系统中己经得到广泛应用。但在国内衍射元件的应用才刚刚开始。本文结合国内外资料，对衍射光学元件的光学特性进行描述和总结，以对后面的研究提供必要理论基础。 3．分析了DOE的成像理论及变焦距系统的高斯光学理论。并以此为基础，利用传统的P、W法设计了一套红外变焦距光学系统。 4．从光学自动设计的角度出发，依靠CODEV辅助光学设计软件的强大功能，尝试了另一种变焦系统的设计方法，即利用现有的专利数据将理想光学系统转换为恒定F数折射／衍射混合红外变焦光学系统。结果表明，系统F数为1 且恒定不变，光学传递函数接近衍射极限。