光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(一)答案

1、光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（一）參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、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BCA ADDCCBABADDC；ABDCA二、填空題（本大題14小題。每空1分，共20 分）21. 球心處、頂點(diǎn)處、齊明點(diǎn)處（ L -一 r）n22. q yz匸 100%y24. 球差25. 冕牌、火石26. 11 227. 兩面的公共球心處、兩面的公共球心處28. 阿貝常數(shù)、d 衛(wèi)匚丄nF n c29. 畸變30. 圓32. 二級(jí)光譜33. L FCD 0.00052f三、名詞解釋（本大題共5小題。每小題2分，共10分35. 像差：實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)所成的像和近軸

2、區(qū)所成的像之間的差異稱為像差。 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：主要意思正確得2分。36. 子午場(chǎng)曲：某一視場(chǎng)的子午像點(diǎn)相對(duì)于高斯像面的距離稱為子午像面彎 曲，簡(jiǎn)稱子午場(chǎng)曲。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：答對(duì)主要意思得2分。37. 二級(jí)光譜：如果光學(xué)系統(tǒng)已對(duì)兩種色光校正了位置色差，這兩種色光的 公共像點(diǎn)相對(duì)于第三種色光的像點(diǎn)位置仍有差異，該差異稱為二級(jí)光譜。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：答對(duì)主要意思得2分。38. 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。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：答對(duì)得2分。39. 漸暈：軸外點(diǎn)成像光束的寬度較軸上點(diǎn)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。 評(píng)分標(biāo)

3、準(zhǔn)：答對(duì)主要意思得2分。四、簡(jiǎn)答題（本大題共6小題。每小題5分，共30分）40. 物體的峰-谷比（peak to valley ）是0.23，問是否滿足 Rayleigh 條件答:滿足Rayleigh條件，因?yàn)楦鶕?jù)Rayleigh判斷，實(shí)際波面和參考波面之 間的最大波像差（峰谷比）不超過 時(shí)，此波面可看作是無缺陷的成像質(zhì)量較好。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：答對(duì)主要意思得5分。41. 在七種幾何像差中，僅與孔徑有關(guān)的像差有哪些僅與視場(chǎng)有關(guān)的像差有 哪些與視場(chǎng)和孔徑都有關(guān)系的又有哪些答：僅與孔徑有關(guān)的像差有：球差、位置色差；僅與視場(chǎng)有關(guān)的像差有：像 散、場(chǎng)曲、畸變、倍率色差；與視場(chǎng)和孔徑都有關(guān)系的有：彗差評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：

4、第一問中每個(gè)答案正確得1分，第二問中每個(gè)答案正確得分，第 三問中每個(gè)答案正確得1分。42. 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(diǎn)， 其像又在何位置放大倍率多少答：像分別在球心處和頂點(diǎn)處，放大倍率分別為-和1。n評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：兩位置答對(duì)各得1分，第一個(gè)放大倍率答對(duì)得2分，第二個(gè)得1 分。43. 什么是焦深，若像面向前或向后離焦半倍焦深，引起的波像差多大答：（1）實(shí)際像點(diǎn)無論在高斯像點(diǎn)之前或之后I。范圍內(nèi)，波像差都不會(huì)超過1/4波長(zhǎng)，所以把21。定義為焦深，即21。一2n u（2）引起的波像差為 /4。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：第一問答對(duì)大意得3分，第二問答案正確得2分。44. 近視眼應(yīng)佩戴

5、何種透鏡加以矯正為什么答：應(yīng)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。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：答對(duì)大意得5分。45. 在對(duì)稱式光學(xué)系統(tǒng)中，當(dāng) 1時(shí)，哪幾種初級(jí)像差可以得到自動(dòng)校正 其它初級(jí)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(chǎng)曲、位置色差均為半部系統(tǒng)相應(yīng)像差的兩倍。 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：第一問每個(gè)答案正確得1分，共3分；第二問每個(gè)答案正確得分， 共2分。五、計(jì)算題（每題10分，共20分）46. 設(shè)計(jì)一齊明透鏡，第一面曲率半徑* 95mm，物點(diǎn)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

6、(1) 該透鏡第二面的曲率半徑；(2) 該啟明透鏡的垂軸放大率。解：(1)根據(jù)題意得，物點(diǎn)發(fā)出光線經(jīng)第一面后按直線傳播，相對(duì)于第二面，其物距1295 5100mm，根據(jù)齊明條件 * “2 “2 D 100mm，可得門2r260mm（2）12n2 n2r2 n?2 5(60)150mm由垂軸放大率公式111. 5n 212n 2 12喘2 25，則該透鏡的垂軸放大率14評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：每問5分，其中第一問中列對(duì)丨2方程得3分，結(jié)果正確得2分;第二問中，列對(duì)丨2、2方程各得2分，結(jié)果正確得1分47個(gè)光學(xué)系統(tǒng)，已知其只包含初級(jí)和二級(jí)球差，更高級(jí)的球差可忽略不計(jì)。已知該系統(tǒng)的邊光球差為L(zhǎng)m 0，帶光球差為L(zhǎng)07070.015，求：1) 分別求出和帶光線的球差；2) 寫出邊緣光的初級(jí)和高級(jí)球差解: 1） LA1（上）2 A2（）4，根據(jù)公式將 Lm 0及 L07070.015代入,hmhm得到 A10.06，A20.06由此可求得：Lo.50