针对传统的月球模拟器的辐照特性差、体型巨大、成本较高等缺点，本文应用液晶光阀技术设计了一种新型的月球模拟器，并重点对月球模拟器光学系统进行了研究。选用LCOS芯片作为模拟光源的调节器件，采用偏振分光棱镜将照明光源发出的光变为偏振光，通过控制系统对LCOS芯片的控制，利用LCOS芯片的反射特性对偏振光进行调节，实现了不同有效通光孔径的模拟，通过光学系统对LCOS反射光进行优化，将出射光调制成像质不失真的月相，可以模拟不同的月相及辐射特性。相对传统月球模拟器，采用LCOS器件的月球模拟器有效的提高了控制精度与模拟能力、减小了模拟器体积。仿真结果表明：设计的月球模拟器光学系统可以满足设计要求，并且亮度不均匀性好。