随着红外成像技术的快速发展,红外成像系统的应用领域也在不断扩大。然而,目前我国针对红外成像系统的研发大多集中在短波和中波波段。为满足红外天文物理、深空探测、地外生命探寻对长波红外探测器的迫切需求,在国家重大研发计划项目的资助下,本课题组开展了长波红外探测技术的研究,设计并制作了长波红外显微成像系统。它主要包括长波红外焦平面阵列、光学系统以及电路部分。本论文围绕长波红外显微成像光学系统的设计与仿真模拟开展了相关工作,主要研究内容和取得的成果如下:⑴根据光学系统的设计理论,首先确定系统的相关技术指标。针对指标要求,设计了单透镜与双胶合透镜组合的光学镜头组,并借助光学模拟软件zemax对其进行优化处理。⑵对上述光学系统的成像质量进行了评价优化,其中包括光学传递函数曲线、以及热差平衡等;其次对系统像质的点列图、畸变图、场曲以及色差曲线等进行了细致分析。⑶结果表明,当显微光学系统的中心波长、焦距、数值孔径、有效放大倍率和空间分辨率分别为27μm、14mm、0.25、10和0.1mm时,在10 lp/mm特征频率处MTF的值达到0.36,像元的能量集中度超过80%,能够得到清晰可辨的物像,满足长波红外显微成像光学系统对冷光学系统短结构、高分辨率的应用需求。