现今战场对于目标的探测和识别提出越来越严格的要求,然而战场伪装又使得目标探测面临更为严峻的挑战,如果只是采用单一波段成像已经无法满足战场的需要。微光成像和长波红外成像,这两种成像方式具有良好的互补性,双波段融合成像技术已经成为未来发展的重要方向。首先,本文阐述了可以实现双波段成像的两种方法:双通道成像和共口径成像,对两种方法进行对比分析,发现共口径成像系统针对同一视场相同目标实现微光/红外成像,其形成的双波段图像有利于后期图像融合。本文为了满足战场使用需求,实现对5km外的车辆进行识别,提出一种高分辨率共口径设计方案:光学系统前端采用卡塞格林共口径设计,探测目标表面辐射的光线经过卡式反射系统反射后,然后利用分光系统分光,将微光与长波红外分别传送到各自的光路结构中成像。然后,本文对光学系统技术参量进行理论计算,根据光学系统选型和探测器的具体参数,分别计算出微光光学系统和长波红外光学系统的基本参数。经过详细计算之后,本文光学系统的参量如下:微光光学系统工作波段为0.4～0.8μm,焦距为164mm,F/#为4;长波红外光学系统工作波段为8～12μm,焦距为125mm,F/#为3.1。其次,根据光学系统的基本参量进行光学设计,设计结果表明,微光光学系统在奈奎斯特频率28lp/mm处的MTF大于0.5,长波红外光学系统在奈奎斯特频率28lp/mm处的MTF大于0.2,满足成像要求。对于长波红外光学系统采取机电主动式消热差方法,对环境温度在-40～60℃范围内进行消热差设计,使系统在工作温度范围内有良好的成像质量。最后,本文对设计完成的光学系统进行机械结构设计,将机械结构分成四部分:共口径卡式系统、分光系统、微光成像系统和红外成像系统。机械结构有调焦结构,能够实现对不同距离的目标成清晰像,可进行加工装调。