近年来，国外机载吊舱发展十分迅速，不断追求远距离、高分辨率以及全天候成像，在满足成像质量的前提下，体积小、结构紧凑的光学系统也成为研究热点。目前我国的技术水平同国外相比还是存在着一定的差距，尤其是工作于中高空的吊舱系统。因此，本论文潜在的应用价值在于设计一个可以实现远距离、高分辨率以及全天候成像的机载吊舱光学系统，同时兼顾系统小型化、轻量化的需求。首先，确定了本论文所要实现的技术指标，分析和总结现有的折反式双波段共孔径结构形式，提出了一种满足高分辨成像要求，同时结构紧凑的系统方案。结合目前探测器件所能达到的技术水平，选取了适当的探测器件。合理考虑各方面影响因素，分别确定了可见光系统及红外系统的焦距、视场角及有效口径。之后，分别通过可见光系统探测能力及红外系统探测能力对所选参数进行了验证。其次，根据已论证的系统参数，通过像差理论求解了RC系统的初始结构，加入分光系统，运用CODE V软件分别完成了可见光系统及红外系统的设计。对可见光系统加入补偿透镜组，使其满足像质要求。红外系统采用二次成像方式，使系统出瞳和探测器冷光阑相重合，合理地校正了像差，并对所设计的光学系统进行了像质评价。最后，对光学系统涉及的相关技术进行了分析。通过光学被动式补偿方法实现了红外系统的无热化设计。并分别对可见光系统及红外系统进行了公差分析，给出了合理的公差范围。之后，建立了系统的光机模型，通过杂散辐射分析软件Tracepro进行了杂散光分析，对主要杂光路径进行了抑制，同时，验证了主、次镜间加入具有高反射系数光学元件的结构形式可以满足系统对杂光系数的要求。