衍射光学是现代光学中的一门新生领域具有广泛的应用前景。利用衍射光学原理,采用传统光学设计方法设计的基于菲涅尔衍射的光谱望远镜,可以突破传统折射/反射式望远系统的一些限制,在提高望远镜成像的质量,矫正系统像差,优化望远镜系统结构模型和降低望远镜设计成本都具有十分重要意义。第一章概述了望远镜和衍射光学的国内外研究进展现状,在此基础上提出在望远镜系统中添加菲涅尔光学透镜的设计构想,确定本论文的研究方向和研究意义。第二章介绍了衍射光学的理论基础和菲涅尔光学透镜的结构特点,运用PWC法设计了基于菲涅尔衍射的光谱望远镜物镜。第三章根据传统反射式望远镜的设计方法与菲涅尔光学透镜的光学特性,设计了一个最大视场0.3°,口径300mm,系统焦距2000mm,分辨率200线对的望远镜光学系统。第四章在设计的望远镜光学系统基础上设计了一个配套光谱仪系统用来采集光谱信息:设计的光谱采集范围800~400 nm,光谱分辨率1.1×103(可分辨5nm的光谱信息),最大能量传递效率达到83.8%。第五章通过模拟高压汞灯的相对光谱强度,验证设计的光谱望远镜系统准确行和可行性。