光學(xué)設(shè)計cad答案三

1、光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(三)一、單項選擇題 （本大題共 20 小題。每小題 1 分，共 20 分）在每小題列出的四個備選項中只有一個是正確的，請將其代碼填寫在題后的括號內(nèi)。錯選、多選或未選均無分。1系統(tǒng)的像散為零，則系統(tǒng)的子午場曲值( )。 a. 大于零 b.小于零 c.等于零 d.無法判斷2雙膠合薄透鏡組，如果位置色差校正為零，則倍率色差值為 ( )。 a. 大于零 b.小于零 c.等于零 d.無法判斷3下列像差中，對孔徑光闌的大小和位置均有影響的是( )。 a. 球差 b. 彗差 c. 像散和場曲 d.畸變4除球心和頂點外，第三對無球差點的物方截距為 ( ) 。a.rnnnl b. rnnnl c.

2、 rnnnl d. rnnnl5下列像差中，屬于軸外點細(xì)光束像差的是( )。a.球差 b.子午彗差 c.子午場曲 d.畸變6瑞利判據(jù)表明，焦深是實際像點在高斯像點前后一定范圍內(nèi)時，波像差不會超過( )。a.21 b. 31 c. 41 d. 517對于目視光學(xué)系統(tǒng)，介質(zhì)材料的阿貝常數(shù)定義為 ( )。 a.cfddnn1n b. cfddnn1n c. cfddnn1n d. cfddnn1n89k玻璃和6zf玻璃屬于 ( )。a.冕牌玻璃和火石玻璃 b.火石玻璃和冕牌玻璃c.均屬火石玻璃 d.均屬冕牌玻璃9在 zemax 軟件中進(jìn)行顯微物鏡鏡設(shè)計，輸入視場數(shù)據(jù)時，應(yīng)選擇 ( )。 a. ang

3、le（deg ） b. object height c. paraxial image height d. real image height10在 zemax 軟件中表示傳遞函數(shù)的是下列的哪個縮寫圖標(biāo) ( )。11下列各鏡頭中，在進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)采用正追光線的是 ( )。 a. 惠更斯目鏡 b.望遠(yuǎn)物鏡 c.顯微物鏡 d.冉斯登目鏡12一般的負(fù)透鏡產(chǎn)生的場曲值為 ( )。 a. 正值 b.負(fù)值 c.零 d.無法判斷13一激光擴(kuò)束器應(yīng)主要校正的像差是( )。 a. 色差 b. 彗差 c. 球差 d. 畸變14所有的反射鏡均不需校正 ( )。 a. 場曲 b.畸變 c.球差 d. 色差15對于一軸

4、外物點，一般光學(xué)系統(tǒng)在像面上的各種像差綜合的結(jié)果是 ( )。a.圓形的彌散斑 b.不規(guī)則形狀的單色彌散斑c.彩色的彌散斑 d.不規(guī)則形狀的彩色彌散斑16與弧矢平面相互垂直的平面叫作 ( )。 a. 子午平面 b.高斯像面 c.離焦平面 d.主平面17下列軟件中，如今較為常用的光學(xué)設(shè)計軟件是 ( )。軟件軟件軟件軟件18光學(xué)傳遞函數(shù)的橫坐標(biāo)是 ( )。 a. 波長數(shù) b.線對數(shù) / 毫米 c.傳遞函數(shù)值 d.長度單位19星點法檢驗光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量的缺陷是 ( )。a.不方便進(jìn)行，步驟復(fù)雜 b.屬主觀檢驗方法，不能量化c.屬客觀檢測方法，但精度低 d.計算復(fù)雜，應(yīng)用不便20按照道威判斷，顯微鏡的分

5、辨率公式為 ( )。a.na5.0 b. na61.0c.d014 d. d012二、填空題（本大題11 小題。每空 1 分，共 20 分）請在每小題的空格中填上正確答案。錯填、不填均無分。21. 一齊明透鏡，第一面曲率半徑95mm-r1，物點位于第一面曲率中心處，第二面滿足齊明條件。若該透鏡厚度d=5mm ，折射率 n=，位于空氣中，則第二面半徑為，該齊明透鏡的垂軸放大倍率為。22. 一個完全對稱式光學(xué)系統(tǒng)， 若垂軸放大率1， 則軸向像差為系統(tǒng)半部像差的。23. 若一個光學(xué)系統(tǒng)的畸變可以寫做y = 3ye, z= 0，則其相對畸變q。24. 消場曲的方法主要有、等。25. 反射棱鏡用于平行光

6、路中，相當(dāng)于，各像差值均零。26. 在七種幾何像差中，不影響成像的清晰度的是，僅與孔徑有關(guān)的像差是、。27. 在軸外像差utgy特性曲線中， 若一圓滑曲線關(guān)于y軸完全對稱， 則系統(tǒng)的細(xì)光束子午場曲tx。28. 只含初級和二級球差的望遠(yuǎn)物鏡，校正球差后，使邊緣光球差0lm，其邊緣帶高級球差為 0.5mm ，則0.707l，為使波像差最小，離焦后其最佳像面應(yīng)位于理想像點側(cè)毫米處。29. 反射棱鏡處于會聚光路中，除，其它像差均存在。30. 波像差的參考波面是，波像差的大小在處度量。31. 相對孔徑是 f數(shù)的。三、名詞解釋（本大題共5 小題。每小題 2 分，共 10 分）32齊明點：33正弦差：34匹

7、茲伐爾場曲：35. 離焦：36余弦定律：四、簡答題（本大題共 6 小題。每小題 5 分，共 30 分）37孔徑光闌的直徑對畸變是否有影響為什么38在系統(tǒng)中加入場鏡，是否會對像的大小和方向產(chǎn)生影響為什么39在光學(xué)系統(tǒng)的近軸區(qū)是否存在位置色差，為什么40. 什么是正弦條件和赫歇爾條件它們有什么關(guān)系說明了什么41. 當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)僅存在初級彗差時，其成像光束形狀如何有何特點42. 消像差譜線的選擇有何原則五、綜合應(yīng)用題（本大題共 2 小題。每小題 10 分，共 20 分）43. 一雙膠合望遠(yuǎn)物鏡，mmf100，5:1fd，若只含初級球差和二級像差，邊緣帶球差為零 0。707帶三個面的球差分布系數(shù)分別為：

8、 1 2 3is：求： 1 ） 該物鏡的初級球差有多大 2） 若最大球差允許不大于6 倍焦深，物鏡的球差是否超差 3） 物鏡的二級光譜有多大44. 在球面反射鏡的球心處放一彎月薄透鏡，其兩半徑相等，光闌與薄透鏡重合，系統(tǒng)對無限遠(yuǎn)物體成像，試分析該光學(xué)系統(tǒng)的像差特性。光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計（三）參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)一、單項選擇題（本大題共 20 小題。每小題 1 分，共 20 分）題號1-5 6-10 11-15 16-20 答案dcbac caabd bbcdd acbba 二、填空題（本大題11 小題。每空 1 分，共 20 分）21.-60mm、倍 23. 2ye24. 使用彎月形厚透鏡、 系統(tǒng)中正負(fù)

9、透鏡分離、 正負(fù)透鏡分別選用較高和較低折射率的材料、將像面做成曲面補(bǔ)償場曲25. 平行平板、等于 26.畸變、球差、位置色差、前、29. 場曲 30.理想球面波、出瞳31. 倒數(shù)三、名詞解釋（本大題共5 小題。每小題 2 分，共 10 分）32齊明點：對于單個折射球面，當(dāng)物距滿足rnnnl時，像距為rnnnl，此時不產(chǎn)生球差值，稱該對共軛點為不暈點或齊明點。評分標(biāo)準(zhǔn)：答對主要意思得2 分。33正弦差：正弦差是軸外小視場成像的寬光束的不對稱性的量度，其表達(dá)公式為ykcss。評分標(biāo)準(zhǔn)：答對主要意思得2 分。34匹茲伐爾場曲：理想的平面物體所產(chǎn)生的理想像為有一定彎曲程度的曲面，稱為匹茲伐爾像面，或匹

10、茲萬像面，該像面的場曲值稱為匹茲伐爾場曲或匹茲萬場曲。評分標(biāo)準(zhǔn)：主要意思正確得2 分。35離焦：為了獲得最佳像面，將實際像面沿理想像面向前或向后移動一定距離的過程稱為離焦。評分標(biāo)準(zhǔn)：主要意思正確得2 分。36余弦定律：光學(xué)系統(tǒng)對無限接近的兩點成完善像的條件稱為余弦條件，其表達(dá)公式為ccosncosn。四、簡答題（本大題共 6 小題。每小題 5 分，共 30 分）37孔徑光闌的直徑對畸變是否有影響為什么答：孔徑光闌的直徑對畸變沒有影響，其位置對畸變有影響，因為畸變是主光線像差，而主光線僅與入瞳中心有關(guān)，與入瞳大小無關(guān)。38在系統(tǒng)中加入場鏡，是否會對像的大小和方向產(chǎn)生影響為什么答：因為物點與像點重

11、合在場鏡平面，所以1，像的大小和方向均不發(fā)生改變。像差方面除場曲和畸變外，其余像差為零。39在光學(xué)系統(tǒng)的近軸區(qū)是否存在位置色差，為什么答：在光學(xué)系統(tǒng)近軸區(qū)仍存在初級位置色差。因為即使在光學(xué)系統(tǒng)的近軸區(qū)，f 光與 c 光的理想像點在光軸上并不重合，其差值稱為初級位置色差。40. 什么是正弦條件和赫歇爾條件它們有什么關(guān)系說明了什么答：正弦條件是垂軸小線段能夠完善成像的條件，其表達(dá)公式為usinynnysinu；而赫歇爾條件是沿軸小線段能夠完善成像的條件，其表達(dá)公式為2usinyn2unysin。它們的表達(dá)公式相互矛盾， 說明不能夠同時滿足， 即不存在一個光學(xué)系統(tǒng)能夠?qū)φ麄€空間完善成像。41. 當(dāng)光

12、學(xué)系統(tǒng)僅存在初級彗差時，其成像光束形狀如何有何特點答：彗差形狀類似于彗星狀，故名彗差。當(dāng)系統(tǒng)僅存在初級彗差時，有如下特點：（1）子午彗差是弧矢彗差的3 倍，即stk3k；（2）彗差輪廓相切于兩條夾角為60度的直線；（3）彗差頂點處能量較為集中，越往外能量越渙散。42. 消像差譜線的選擇有何原則答：應(yīng)對接收器最敏感的譜線消單色像差，對接收器能接受的波段范圍兩邊緣附近的譜線校正色差。五、計算題（每題10 分，共 20 分）43. 一雙膠合望遠(yuǎn)物鏡，mmf100，5:1fd，若只含初級球差和二級像差，邊緣帶球差為零0。707帶三個面的球差分布系數(shù)分別為： 1 2 3 is：求： 1 ） 該物鏡的初級

13、球差有多大 2 ） 若最大球差允許不大于6 倍焦深，物鏡的球差是否超差 3 ） 物鏡的二級光譜有多大解：1）001784.0is；1.02/tanfduu；初級球差為0892.0212isun； 2）光學(xué)系統(tǒng)帶的球差為：111412125.025.05.0)()(aaahhahhalmmm初級球差為0892.0=15.0a，所以可求得1a=1784. 0，6 倍焦深26un=mmnm3276.061.05462，ml0446.03276.0，故未超差。3）二級光譜為：mmmmf052.010000052.000052.044. 在球面反射鏡的球心處放一彎月薄透鏡，其兩半徑相等，光闌與薄透鏡重合，系統(tǒng)對無限遠(yuǎn)物體成像，試