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以气象观测应用为目标，提出一种基于非制冷微测辐射计的热红外波段相机光学设计方案。该光学系统焦距60mm，光谱范围8-14um，视场角7°。综合三片分离式结构和双高斯光学结构设计了红外物镜，优化后物镜成像质量达到衍射极限。进行了物镜的无热化结构设计，分析结果表明在-20℃--60℃范围内，物镜成像弥散斑直径接近爱里斑直径。