为了满足大气二氧化硫遥感监测在不同距离下高清晰度成像的使用需求，设计了一种连续变焦紫外镜头。通过对变焦系统高斯光学解的理论分析，选取四组元正组补偿机械变焦初始结构，计算了二组元机械补偿变焦系统变倍组求解的3个区间，得到了变倍组与补偿组的光焦度分配；根据大气二氧化硫对紫外光的吸收特性，确定工作波段为250 nm～340 nm；利用Zemax光学设计软件设计了变倍比为10、F数为4、总长431.5 mm的紫外连续变焦光学系统，并使用Matlab软件绘制了变倍组与补偿组的运动曲线。模拟结果表明：系统的焦距范围为25 mm～250 mm，短焦视场范围0°~7.67°、中焦视场范围0°～1.45°、长焦视场范围0°～0.77°，变焦过程中传递函数在107 lp/mm下均大于0.3，畸变均小于1%，弥散斑半径小于5.5 μm。本系统适用于船舶尾气、工业生产烟囱尾气等多种场景的二氧化硫监测。
