近年来,随着各国红外技术的不断发展与进步,红外成像系统已成为各国研究的重点,在军事和民用领域有着广泛的应用。红外光学系统作为红外成像系统的主要构成部分,能够收集目标和背景所放射出的红外辐射,并成像与探测器的光敏面上。这使红外成像系统能够有效地对目标进行搜索、识别和捕获,对提升我国的军事实力和人民生活水平具有很重要的意义。本文在总结和归纳了国内外红外成像技术及其展趋势,对红外光学系统的特点、性能以及设计方法进行阐述的基础上,以提高位标指示器的性能为目的,对其中的红外光学系统进行了研究、设计。根据位标指示器红外光学系统的设计和使用要求,以卡塞格林式光学系统为基本结构,设计了一种折反射式红外光学系统。为了消除或减少温度对红外光学系统的影响,通过对各种消热差方法的分析,采用光学被动式消热差技术,利用不同材料之间的合理组合和光焦度的合理分配,实现了红外系统在-40℃～+65℃温度范围内的消热差。通过对光学系统的误差分析和公差分配,确保了光学系统在装调之后的可实现性。与此同时,通过分析像移和对其补偿方式的比较,采用电子式像移补偿方式完成了对光学系统的像移补偿,有效地提高了光学系统在探测器上的成像质量以及探测器的分辨能力。设计结果表明,位标指示器红外光学系统的设计满足其所要求的各项技术指标。在整个视场范围内,光学系统的成像质量良好,光学传递函数(MTF)在201p/mm时接近衍射极限；在各个不同视场下的弥散斑直径也不大于一个像元尺寸,有效地保证了红外光学系统的像面稳定,使位标指示器的性能也得到了一定程度的提高。