光学设计cad答案三

1、光学系统设计(三)一、单项选择题 （本大题共 20 小题。每小题 1 分，共 20 分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是正确的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。1系统的像散为零，则系统的子午场曲值( )。 a. 大于零 b.小于零 c.等于零 d.无法判断2双胶合薄透镜组，如果位置色差校正为零，则倍率色差值为 ( )。 a. 大于零 b.小于零 c.等于零 d.无法判断3下列像差中，对孔径光阑的大小和位置均有影响的是( )。 a. 球差 b. 彗差 c. 像散和场曲 d.畸变4除球心和顶点外，第三对无球差点的物方截距为 ( ) 。a.rnnnl b. rnnnl c.

2、 rnnnl d. rnnnl5下列像差中，属于轴外点细光束像差的是( )。a.球差 b.子午彗差 c.子午场曲 d.畸变6瑞利判据表明，焦深是实际像点在高斯像点前后一定范围内时，波像差不会超过( )。a.21 b. 31 c. 41 d. 517对于目视光学系统，介质材料的阿贝常数定义为 ( )。 a.cfddnn1n b. cfddnn1n c. cfddnn1n d. cfddnn1n89k玻璃和6zf玻璃属于 ( )。a.冕牌玻璃和火石玻璃 b.火石玻璃和冕牌玻璃c.均属火石玻璃 d.均属冕牌玻璃9在 zemax 软件中进行显微物镜镜设计，输入视场数据时，应选择 ( )。 a. ang

3、le（deg ） b. object height c. paraxial image height d. real image height10在 zemax 软件中表示传递函数的是下列的哪个缩写图标 ( )。11下列各镜头中，在进行设计时，应采用正追光线的是 ( )。 a. 惠更斯目镜 b.望远物镜 c.显微物镜 d.冉斯登目镜12一般的负透镜产生的场曲值为 ( )。 a. 正值 b.负值 c.零 d.无法判断13一激光扩束器应主要校正的像差是( )。 a. 色差 b. 彗差 c. 球差 d. 畸变14所有的反射镜均不需校正 ( )。 a. 场曲 b.畸变 c.球差 d. 色差15对于一轴

4、外物点，一般光学系统在像面上的各种像差综合的结果是 ( )。a.圆形的弥散斑 b.不规则形状的单色弥散斑c.彩色的弥散斑 d.不规则形状的彩色弥散斑16与弧矢平面相互垂直的平面叫作 ( )。 a. 子午平面 b.高斯像面 c.离焦平面 d.主平面17下列软件中，如今较为常用的光学设计软件是 ( )。软件软件软件软件18光学传递函数的横坐标是 ( )。 a. 波长数 b.线对数 / 毫米 c.传递函数值 d.长度单位19星点法检验光学系统成像质量的缺陷是 ( )。a.不方便进行，步骤复杂 b.属主观检验方法，不能量化c.属客观检测方法，但精度低 d.计算复杂，应用不便20按照道威判断，显微镜的分

5、辨率公式为 ( )。a.na5.0 b. na61.0c.d014 d. d012二、填空题（本大题11 小题。每空 1 分，共 20 分）请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。21. 一齐明透镜，第一面曲率半径95mm-r1，物点位于第一面曲率中心处，第二面满足齐明条件。若该透镜厚度d=5mm ，折射率 n=，位于空气中，则第二面半径为，该齐明透镜的垂轴放大倍率为。22. 一个完全对称式光学系统， 若垂轴放大率1， 则轴向像差为系统半部像差的。23. 若一个光学系统的畸变可以写做y = 3ye, z= 0，则其相对畸变q。24. 消场曲的方法主要有、等。25. 反射棱镜用于平行光

6、路中，相当于，各像差值均零。26. 在七种几何像差中，不影响成像的清晰度的是，仅与孔径有关的像差是、。27. 在轴外像差utgy特性曲线中， 若一圆滑曲线关于y轴完全对称， 则系统的细光束子午场曲tx。28. 只含初级和二级球差的望远物镜，校正球差后，使边缘光球差0lm，其边缘带高级球差为 0.5mm ，则0.707l，为使波像差最小，离焦后其最佳像面应位于理想像点侧毫米处。29. 反射棱镜处于会聚光路中，除，其它像差均存在。30. 波像差的参考波面是，波像差的大小在处度量。31. 相对孔径是 f数的。三、名词解释（本大题共5 小题。每小题 2 分，共 10 分）32齐明点：33正弦差：34匹

7、兹伐尔场曲：35. 离焦：36余弦定律：四、简答题（本大题共 6 小题。每小题 5 分，共 30 分）37孔径光阑的直径对畸变是否有影响为什么38在系统中加入场镜，是否会对像的大小和方向产生影响为什么39在光学系统的近轴区是否存在位置色差，为什么40. 什么是正弦条件和赫歇尔条件它们有什么关系说明了什么41. 当光学系统仅存在初级彗差时，其成像光束形状如何有何特点42. 消像差谱线的选择有何原则五、综合应用题（本大题共 2 小题。每小题 10 分，共 20 分）43. 一双胶合望远物镜，mmf100，5:1fd，若只含初级球差和二级像差，边缘带球差为零 0。707带三个面的球差分布系数分别为：

8、 1 2 3is：求： 1 ） 该物镜的初级球差有多大 2） 若最大球差允许不大于6 倍焦深，物镜的球差是否超差 3） 物镜的二级光谱有多大44. 在球面反射镜的球心处放一弯月薄透镜，其两半径相等，光阑与薄透镜重合，系统对无限远物体成像，试分析该光学系统的像差特性。光学系统设计（三）参考答案及评分标准一、单项选择题（本大题共 20 小题。每小题 1 分，共 20 分）题号1-5 6-10 11-15 16-20 答案dcbac caabd bbcdd acbba 二、填空题（本大题11 小题。每空 1 分，共 20 分）21.-60mm、倍 23. 2ye24. 使用弯月形厚透镜、 系统中正负

9、透镜分离、 正负透镜分别选用较高和较低折射率的材料、将像面做成曲面补偿场曲25. 平行平板、等于 26.畸变、球差、位置色差、前、29. 场曲 30.理想球面波、出瞳31. 倒数三、名词解释（本大题共5 小题。每小题 2 分，共 10 分）32齐明点：对于单个折射球面，当物距满足rnnnl时，像距为rnnnl，此时不产生球差值，称该对共轭点为不晕点或齐明点。评分标准：答对主要意思得2 分。33正弦差：正弦差是轴外小视场成像的宽光束的不对称性的量度，其表达公式为ykcss。评分标准：答对主要意思得2 分。34匹兹伐尔场曲：理想的平面物体所产生的理想像为有一定弯曲程度的曲面，称为匹兹伐尔像面，或匹

10、兹万像面，该像面的场曲值称为匹兹伐尔场曲或匹兹万场曲。评分标准：主要意思正确得2 分。35离焦：为了获得最佳像面，将实际像面沿理想像面向前或向后移动一定距离的过程称为离焦。评分标准：主要意思正确得2 分。36余弦定律：光学系统对无限接近的两点成完善像的条件称为余弦条件，其表达公式为ccosncosn。四、简答题（本大题共 6 小题。每小题 5 分，共 30 分）37孔径光阑的直径对畸变是否有影响为什么答：孔径光阑的直径对畸变没有影响，其位置对畸变有影响，因为畸变是主光线像差，而主光线仅与入瞳中心有关，与入瞳大小无关。38在系统中加入场镜，是否会对像的大小和方向产生影响为什么答：因为物点与像点重

11、合在场镜平面，所以1，像的大小和方向均不发生改变。像差方面除场曲和畸变外，其余像差为零。39在光学系统的近轴区是否存在位置色差，为什么答：在光学系统近轴区仍存在初级位置色差。因为即使在光学系统的近轴区，f 光与 c 光的理想像点在光轴上并不重合，其差值称为初级位置色差。40. 什么是正弦条件和赫歇尔条件它们有什么关系说明了什么答：正弦条件是垂轴小线段能够完善成像的条件，其表达公式为usinynnysinu；而赫歇尔条件是沿轴小线段能够完善成像的条件，其表达公式为2usinyn2unysin。它们的表达公式相互矛盾， 说明不能够同时满足， 即不存在一个光学系统能够对整个空间完善成像。41. 当光

12、学系统仅存在初级彗差时，其成像光束形状如何有何特点答：彗差形状类似于彗星状，故名彗差。当系统仅存在初级彗差时，有如下特点：（1）子午彗差是弧矢彗差的3 倍，即stk3k；（2）彗差轮廓相切于两条夹角为60度的直线；（3）彗差顶点处能量较为集中，越往外能量越涣散。42. 消像差谱线的选择有何原则答：应对接收器最敏感的谱线消单色像差，对接收器能接受的波段范围两边缘附近的谱线校正色差。五、计算题（每题10 分，共 20 分）43. 一双胶合望远物镜，mmf100，5:1fd，若只含初级球差和二级像差，边缘带球差为零0。707带三个面的球差分布系数分别为： 1 2 3 is：求： 1 ） 该物镜的初级

13、球差有多大 2 ） 若最大球差允许不大于6 倍焦深，物镜的球差是否超差 3 ） 物镜的二级光谱有多大解：1）001784.0is；1.02/tanfduu；初级球差为0892.0212isun； 2）光学系统带的球差为：111412125.025.05.0)()(aaahhahhalmmm初级球差为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）二级光谱为：mmmmf052.010000052.000052.044. 在球面反射镜的球心处放一弯月薄透镜，其两半径相等，光阑与薄透镜重合，系统对无限远物体成像，试