红外探测系统能够根据目标与背景之间的温度的差别，在复杂的环境背景中探测目标。近年来，随着红外技术的发展，红外探测器的更新换代及光学加工工艺的日益完善，红外探测光学系统迅速且广泛地被应用于各方面，加上二元光学的发展，在红外探测光学系统中引入衍射光学元件，不仅有利于系统的消热差与消色差，而且使光学系统越趋轻量化、结构简单化、体积小型化。本文首先分析了目标与背景的红外辐射特性，选择探测目标的最佳波段。之后针对红外探测光学系统的光学系统设计及杂散光分析展开了研究。根据系统的特点及其它相关条件选择全折射式结构，并依据光学系统设计总体指标要求设计了光学系统初始结构。引入非球面与衍射面来消除系统像差与消热差，用探测器焦面弥散斑能量分布曲线图、点列图等来对光学系统进行像质的评价，结果表明光学系统达到总体设计指标要求。为了抑制杂散光对系统探测目标的质量造成影响，首先设置了遮光罩及挡光环，并在杂散光分析软件Tracepro中对系统进行了杂散光分析，分析结果表明，由于遮光罩、挡光环及镜筒的消杂散光作用，系统的杂散光能够达到指标要求。接着分析了遮光罩、镜筒等的热辐射对系统的影响，确定了对温度的要求。