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提出了一种大相对孔径轻小型光学系统的设计方案,给出了设计方案及热分析结果。光学系统工作谱段500～800nm,视场角9°,相对孔径1/1.2,光学系统设计结果良好,弥散斑直径在两个像元尺寸之内,能够满足光学系统对能量集中度和弥散斑的要求。基于光学热补偿理论对光学系统进行了无热化分析和消热设计。通过分析不同温度下的传递函数和能量集中度曲线,可以看出在-10℃～40℃温度范围内系统性能稳定,基本实现无热化。