复杂光瞳分布近年来受到了广泛的关注，它可以在现有的光学设计、加工、制造的基础上增加光学系统的有效口径，提高分辨率，具有十分广阔的应用前景。但是目前有关于这方面的研究比较零散，多是针对某一种分布的某一种或某几种特性进行分析。为了加快此理念的实用化过程，使其可以用在实际的大口径光学系统中，本文从贯穿于系统的实际需求出发，以多种复杂光瞳分布的光学特性为研究内容，从基本理论内涵和实际工程指标两个方面展开了全面的研究。　　 基本理论研究包括：复杂光瞳分布的非相干成像原理，复杂光瞳分布的同位相需求，望远成像系统的常见指标。　　 实际工程研究包括：环形光瞳分布的遮拦影响，波像差的判别，离焦对不同填充因子的环形光瞳分布的波像差影响，常见的几种复杂光瞳分布的点扩散函数、调制传递函数和焦深分析，局部区域的相位差、缺陷的分布位置对于光学系统调制传递函数的影响分析，对几种常见复杂光瞳分布进行了成像验证。　　 本文从整体系统的角度进行分析，采用一致性的评价体系，可以贯穿于从光学设计、光机加工到最终的系统实现，为加快复杂光瞳分布光学系统的实际工程实现奠定了坚实的基础，具有一定的理论指导意义与现实意义。