光學(xué)設(shè)計(jì)cad答案(三).doc

光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(三)一、單項(xiàng)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(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是正確的，請(qǐng)將其代碼填寫在題后的括號(hào)內(nèi)。錯(cuò)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(chǎng)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(duì)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(chǎng)曲 D.畸變4除球心和頂點(diǎn)外，第三對(duì)無球差點(diǎn)的物方截距為 ( ) 。 A. B. C. D. 5下列像差中，屬于軸外點(diǎn)細(xì)光束像差的是( )。A.球差 B.子午彗差 C.子午場(chǎng)曲 D.畸變6瑞利判據(jù)表明，焦深是實(shí)際像點(diǎn)在高斯像點(diǎn)前后一定范圍內(nèi)時(shí)，波像差不會(huì)超過 ( )。 A. B. C. D. 7對(duì)于目視光學(xué)系統(tǒng)，介質(zhì)材料的阿貝常數(shù)定義為 ( )。 A. B. C. D. 8玻璃和玻璃屬于 ( )。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(jì)，輸入視場(chǎng)數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)選擇 ( )。 A. Angle（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(gè)縮寫圖標(biāo) ( )。 A.Fie B.Opt C.Spt D.Mtf11下列各鏡頭中，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，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(chǎng)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(chǎng)曲 B.畸變 C.球差 D. 色差15對(duì)于一軸外物點(diǎn)，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(jì)軟件是 ( )。 A.abr軟件 B.OPD88軟件 C.ZEMAX軟件 D.AutoCAD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(duì)數(shù)/毫米 C.傳遞函數(shù)值 D.長度單位19星點(diǎn)法檢驗(yàn)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(yàn)方法，不能量化C.屬客觀檢測(cè)方法，但精度低 D.計(jì)算復(fù)雜，應(yīng)用不便 20按照道威判斷，顯微鏡的分辨率公式為 ( )。A. B. C. D. 二、填空題（本大題11小題。每空1分，共20 分）請(qǐng)?jiān)诿啃☆}的空格中填上正確答案。錯(cuò)填、不填均無分。21.一齊明透鏡，第一面曲率半徑，物點(diǎn)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=1.5，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(gè)完全對(duì)稱式光學(xué)系統(tǒng)，若垂軸放大率，則軸向像差為系統(tǒng)半部像差的 。23. 若一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的畸變可以寫做 y = , Z= 0，則其相對(duì)畸變 。24.消場(chǎng)曲的方法主要有 、 、 等。25.反射棱鏡用于平行光路中，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.在軸外像差特性曲線中，若一圓滑曲線關(guān)于軸完全對(duì)稱，則系統(tǒng)的細(xì)光束子午場(chǎng)曲 。28.只含初級(jí)和二級(jí)球差的望遠(yuǎn)物鏡，校正球差后，使邊緣光球差，其邊緣帶高級(jí)球差為0.5mm，則 ，為使波像差最小，離焦后其最佳像面應(yīng)位于理想像點(diǎn) 側(cè) 毫米處。29.反射棱鏡處于會(huì)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(duì)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(diǎn)： 33正弦差： 34匹茲伐爾場(chǎng)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(duì)畸變是否有影響？為什么？38在系統(tǒng)中加入場(chǎng)鏡，是否會(huì)對(duì)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(jí)彗差時(shí)，其成像光束形狀如何？有何特點(diǎn)？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，若只含初級(jí)球差和二級(jí)像差，邊緣帶球差為零0。707帶三個(gè)面的球差分布系數(shù)分別為： 1 2 3 ： 0.0100104 -0.0338527 0.0256263求： 1） 該物鏡的初級(jí)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(jí)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(duì)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(jì)（三）參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一、單項(xiàng)選擇題（本大題共 20小題。每小題 1 分，共 20 分） 題號(hào)1-56-1011-1516-20答案DCBACCAABDBBCDDACBBA二、填空題（本大題11小題。每空1分，共20 分）21.-60mm、1.5 22.2倍 23. 24.使用彎月形厚透鏡、系統(tǒng)中正負(fù)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(chǎng)曲25.平行平板、等于 26.畸變、球差、位置色差 27.0 28.-0.125、前、0.0937529.場(chǎng)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(diǎn)：對(duì)于單個(gè)折射球面，當(dāng)物距滿足時(shí)，像距為，此時(shí)不產(chǎn)生球差值，稱該對(duì)共軛點(diǎn)為不暈點(diǎn)或齊明點(diǎn)。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：答對(duì)主要意思得2分。33正弦差：正弦差是軸外小視場(chǎng)成像的寬光束的不對(duì)稱性的量度，其表達(dá)公式為。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：答對(duì)主要意思得2分。34匹茲伐爾場(chǎng)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，或匹茲萬像面，該像面的場(chǎng)曲值稱為匹茲伐爾場(chǎng)曲或匹茲萬場(chǎng)曲。 評(píng)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(shí)際像面沿理想像面向前或向后移動(dòng)一定距離的過程稱為離焦。評(píng)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(duì)無限接近的兩點(diǎn)成完善像的條件稱為余弦條件，其表達(dá)公式為。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(duì)畸變是否有影響？為什么？答：孔徑光闌的直徑對(duì)畸變沒有影響，其位置對(duì)畸變有影響，因?yàn)榛兪侵鞴饩€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(chǎng)鏡，是否會(huì)對(duì)像的大小和方向產(chǎn)生影響？為什么？答：因?yàn)槲稂c(diǎn)與像點(diǎn)重合在場(chǎng)鏡平面，所以，像的大小和方向均不發(fā)生改變。像差方面除場(chǎng)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(jí)位置色差。因?yàn)榧词乖诠鈱W(xué)系統(tǒng)的近軸區(qū)，F(xiàn)光與C光的理想像點(diǎn)在光軸上并不重合，其差值稱為初級(jí)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；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。它們的表達(dá)公式相互矛盾，說明不能夠同時(shí)滿足，即不存在一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)能夠?qū)φ麄€(gè)空間完善成像。41. 當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)僅存在初級(jí)彗差時(shí)，其成像光束形狀如何？有何特點(diǎn)？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(jí)彗差時(shí)，有如下特點(diǎn)：（1）子午彗差是弧矢彗差的3倍，即；（2）彗差輪廓相切于兩條夾角為60度的直線；（3）彗差頂點(diǎn)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(duì)接收器最敏感的譜線消單色像差，對(duì)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(jì)算題（每題10分，共20分）43.一雙膠合望遠(yuǎn)物鏡，若只含初級(jí)球差和二級(jí)像差，邊緣帶球差為零0。707帶三個(gè)面的球差分布系數(shù)分別為： 1 2 3 ： 0.0100104 -0.0338527 0.0256263求： 1） 該物鏡的初級(jí)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(jí)光譜有多大？ 解：1）；初級(jí)球差為； 2）光學(xué)系統(tǒng)0.707帶的球差為： 初