本发明涉及一种基于二次成像的快焦比小型化离轴三反自由曲面光学系统，该系统包括沿光路依次设置的第一自由曲面反射镜、反射镜、第二自由曲面反射镜、探测器保护窗和中波红外响应探测器，所述的反射镜为球面反射镜或近似平面反射镜，与现有技术相比，利用球面镜反射镜或者近似平面反射镜代替了现有系统中采用的自由曲面反射镜结构，获得了结构紧凑、小型化和高分辨率的中波红外成像光学系统，降低了制作成本和提高了装调效率。