随着生产生活领域的不断拓展,对变焦距光学系统的需求越来越大,变焦距系统光学设计理论已经相当完善,加工工艺相当成熟。在此背景下,对变焦系统光学设计进行深入研究无疑具有重要意义。本论文首先回顾了变焦系统的发展历程,总结了发展现状,对变焦系统领域内出现的新技术、新工艺、新材料加以概括,并展望了其发展趋势。其次,以高斯光学分析方法为基础,对变焦原理、变焦规律、可行解区进行了探讨。再次,以Pw方法为基础介绍了变焦系统设计的具体步骤,包括补偿方式的选取、组分的选取、光焦度的分配等；基于此原理求解了一个机械补偿变焦距系统。最后,出于对光学部分优化设计的考虑,借助于ZEMAX的强大优化设计功能,结合实际需求,完成了一个用于光栅波前检测的变焦系统的光学部分设计优化工作,并简单分析了凸轮补偿曲线的求解方法。