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本发明公开了一种集成多波段共光路同步连续变焦光学系统，包括沿光轴依次设置的公共前固定组、公共变倍组、公共补偿组以及用于反射可见光、透射中波红外光和长波红外光的第一组分光棱镜和用于反射长波红外光、透射中波红外光的第二组分光棱镜。本发明采用共口径共光路共变焦形式，在变焦过程中，随公共变倍组的移动，可见、中波和长波红外三个波段同步、连续变焦，且三个波段焦距、变焦比以及视场的变化都相同，实现了利用可见光、中波红外和长波红外三波段对目标同步观测、同步跟踪、同步测量。当要用不同波段观察时，无需进行光路转换和对目标重新搜索的过程，提高了光学系统的反应速度，防止了光路转换过程中丢失高速移动的目标。

本发明公开了一种制冷式红外双波段共光路同步连续变焦光学系统，包括沿光轴依次设置的公共前固定组、公共变倍组以及公共补偿组；公共补偿组的出射光线通过第一平面反射镜的反射后进入二次成像系统的前组，二次成像系统的前组的出射光线经过第二平面反射镜的反射后进入二次成像系统的后组；二次成像系统的后组的出射光线通过制冷探测器保护玻璃后投影到系统相面上；第一平面反射镜和第二平面反射镜将光路折叠成U型，制冷探测器保护玻璃与系统像面之间设置有冷光阑；本发明采用制冷式红外探测器作为系统的成像探测器，结合二次成像设计，实现制冷型系统100％冷光阑效率，有效剔除目标视场以外的杂散红外辐射，大幅度提高传统红外光学系统分辨率。