光學設計cad試題

1、光學系統(tǒng)設計（一）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 .主光線與光軸所確定的平面叫做（B ）。A.弧矢平面B.子午平面C.焦平面D.像平面共軸球面系統(tǒng)中，軸上點像差有（C ）。A.球差和彗差B.球差和倍率色差C.球差和位置色差D.彗差和倍率色差 通常情況下觀察像差時，除0視場和邊緣視場外，還應注意的一個視場為（A ）。A.0.707視場 B. 0.5視場 C. 0.3視場 D. 0.85視場F光邊緣光球差與C光邊緣光球差之差也等于（A ）。A.邊緣光和近軸光色差之差B.邊緣

2、光和近軸光球差之差C.F光和C光近軸光球差之差D. F光和C光近軸光色差之差望遠鏡的放大率是指（D ）。A.垂軸放大率B.軸向放大率C.角放大率 D.視覺放大率 下面各像差中能在像面上產(chǎn)生彩色彌散斑的像差有（D ）。A.球差B.場曲C.畸變D.倍率色差不會影響成像清晰度的像差是（C ）。A.二級光譜B.彗差C.畸變D.像散下列光學系統(tǒng)中屬于大視場小孔徑的光學系統(tǒng)是（C ）。A.顯微物鏡B.望遠物鏡仁目鏡D.照相物鏡 正弦差屬于小視場的（B ）。A.球差B,彗差C.畸變 D,色差初級子午彗差和初級弧矢彗差之間的比值為（A ）。A,3： 1B.4： 1 C.5： 1 D.2： 1下列光學元件中，任

3、何情況下都不會產(chǎn)生場曲的是（ B ）。A.厚凸透鏡B.平行平板C.球面反射鏡D.不暈透鏡下面光學元件中不產(chǎn)生色差的是（A ）。A.球面反射鏡B.薄凸透鏡C.薄場鏡D.薄雙膠合物鏡 薄雙膠合物鏡置于球面反射鏡球心，光闌與球心重合，則系統(tǒng)彗差最小可以為（D ）。A. 0.4B. 0.25C. 0.1D. 0場景置于系統(tǒng)中，除產(chǎn)生場曲外，還可產(chǎn)生（D ）。A.球差B.彗差C.像散D.畸變15.厚透鏡的場曲公式為（C ）。A.SIVT n , =J 2 (n -11 r1-1) r2B.SIVn -1=J2 n11 (一-) rrC.SIVn -1=J2 n(Lr1-) r2D.SIVn=J 2 n

4、-1rr2116.波像差就是實際波面與理想波面之間的（A ）。A.光程差 B.幾何像差 C.離焦量 D.距離差在進行目鏡光學系統(tǒng)設計時，應（B ）。A.正追光線B.倒追光線C.從中間向兩側(cè)進行光線追跡D.從兩側(cè)向中間進行光線追跡顯微鏡常采用的一種照明方式是，將光源通過聚光鏡成像在物平面上，稱之為 D ）。A.反射式照明B.透射式照明仁克勒照明D.臨界照明下列軟件中不屬于光學設計軟件的是（C ）。A. ZEMAX 軟件 B.OSLO 軟件 C. Lensview 軟件 D.CODE V 軟件低倍顯微物鏡的光闌位置（A ）。A.與物鏡重合B.與目鏡重合C,與中間像面重合D.位于物鏡后方焦平面處二、

5、填空題（本大題14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。單個折射球面的三對無球差點位置是球心處、頂點處、齊明處,rF _ 寸.q= x 100 % 在表示畸變時，通常采用相對畸變，其表達公式為-I。一雙膠合薄透鏡組，若Cj= 0，則C=L。七種初級像差中，僅與孔徑光闌大小有關的單色像差是球差一雙膠合透鏡光焦度為正，在透鏡組中的正透鏡采用冕牌_玻璃，透鏡組中的 負透鏡采用火石玻璃。F- % TOC o 1-5 h z , C?j =伊 0 .1 = ：? 密接薄雙膠合系統(tǒng)，為消除色差，兩透鏡光焦度應分別滿足公心.?1一同心彎月鏡在空氣中，其前后節(jié)點在其兩面的

6、公共球心處，其前后主點在其 兩面的公共球心處對于玻璃等折射材料，除折射率的參數(shù)外，還有一重要參數(shù)為阿貝常數(shù)，其公式為_:_。若光闌與相接觸薄透鏡系統(tǒng)重合時，可消除的單色像差為畸變。球差在像面上的體現(xiàn)形式是圓_形的。在球差的級數(shù)展開形式中，常數(shù)項的值為d復消色物鏡是指在透鏡的0.707hm位置處，將二級光譜校正為0。對F光和C光校正了色差后，相對于D光的二級光譜公式為，二= ：- | _。在ZEMAX光學設計軟件中，描述焦距的操作數(shù)為EFFL三、名詞解釋（本大題共5小題。每小題2分，共10分）像差：實際光學系統(tǒng)所成的像和近軸區(qū)所成的像之間的差異稱為像差子午場曲：某一視場的子午像點相對于高斯像面的

7、距離稱為子午像面彎曲，簡稱子午場曲二級光譜：如果光學系統(tǒng)已對兩種色光校正了位置色差，這兩種色光的公共像點相對于第三種色光的像點位置 仍有差異，該差異稱為二級光譜色球差：F光的球差和C光的球差之差，稱為色球差，該差值也等于邊緣光和近軸光色差之差漸暈：軸外點成像光束的寬度較軸上點成像光束的寬度要小，造成像平面邊緣部分照度要比像平面中心部分照 度低的現(xiàn)象，稱為漸暈四、簡答題（本大題共6小題。每小題5分，共30分）一物體的峰-谷比（peak to valley）是0.23入，問是否滿足Rayleigh條件？答：滿足Rayleigh條件，因為根據(jù)Rayleigh判斷，實際波面和參考波面之間的最大波像差（

8、峰谷比）不超過0.25?時， 此波面可看作是無缺陷的成像質(zhì)量較好在七種幾何像差中，僅與孔徑有關的像差有哪些？僅與視場有關的像差有哪些？與視場和孔徑都有關系的又有 哪些？答：僅與孔徑有關的像差有：球差、位置色差；僅與視場有關的像差有：像散、場曲、畸變、倍率色差；與視場和 孔徑都有關系的有：彗差一物體置于折射球面的球心處，其像在哪？放大倍率多少？若物在球面頂點，其像又在何位置？放大倍率多少？ 答：像分別在球心處和頂點處，放大倍率分別為1/n和1什么是焦深，若像面向前或向后離焦半倍焦深，引起的波像差多大？占匕21 F答（1）實際像點無論在高斯像點之前或之后范圍內(nèi)，波像差都不會超過1/4波長，所以把：

9、定義為焦深，即, ?(2)引起的波像差為入/4。近視眼應佩戴何種透鏡加以矯正？為什么？答：應佩戴凹透鏡加以矯正，使光線經(jīng)過水晶體后發(fā)散，重新匯聚到視網(wǎng)膜上在對稱式光學系統(tǒng)中，當P =-1時，哪幾種初級像差可以得到自動校正？其它初級像差有何特性？答：垂軸像差：彗差、畸變、倍率色差均為0。軸向像差：球差、像散、場曲、位置色差均為半部系統(tǒng)相應像差的兩倍五、綜合應用題(本大題共2小題。每小題10分，共20分)設計一齊明透鏡，第一面曲率半徑ri = -95mn，物點位于第一面曲率中心處，第二球面滿足啟明條件，若該透鏡厚度d = 5mm，折射率n = 1.5，該透鏡位于空氣中，求該透鏡第二面的曲率半徑；該啟明透鏡的垂軸放大率。解：(1)根據(jù)題意得，物點發(fā)出光線經(jīng)第一面后按直線傳播，相對于第二面，其物距l(xiāng)2=-95-5=-100mm根據(jù)齊明條件l2=(n2+n2*)r2/ n2可得：r2=60mm(2) l2*=(n2+n2)r2/ n2*=2.5/1*(-60)=-150mm由垂軸放大率公式