摘要：为了满足空间光学系统结构紧凑、尺寸小型化和高分辨率的要求,提出了一种紧凑型离轴三反无焦系统初始结构的设计方法,应用Zernike多项式自由曲面对初始结构进行优化,分别完成了红外波段φ600 mm包络、入瞳口径为350 mm、压缩比为7倍的光阑离轴和视场离轴三反无焦光学系统的设计。设计结果表明两种光学系统各视场波像差均小于0.1λ(λ=3.7μm)。公差分析表明光阑离轴三反无焦系统波像差小于0.08λ的概率达到90%以上,视场离轴三反无焦系统波像差小于0.07λ的概率达到90%以上,说明了设计的有效性。同时将光阑离轴和视场离轴两种方式的光学系统进行对比,视场离轴三反无焦系统可以使结构更紧凑,波像差更小,分辨率更高。本文提出的无焦系统初始结构的设计方法满足结构紧凑、高分辨率的实际应用需求。