完整版光学系统设计四答案

1、光学系统设计四参考答案及评分标准、单项选择题本大题共 20小题.每题1分,共20分题号1-56-1011-1516-20答案PABCBCACCBB DBCBC AABCB二、填空题本大题11小题.每空1分,共20分21 .彗差、像散、畸变22 .圆、 123 . L 2 SI2nu24 .细光束像散25 .位置色差、倍率色差26视场、孔径27.-20mm、-13.26mm 或-13.257mm、-33.36mm 或-33.3586mm211、n 14是完善的,当系统满足这一要求时,各像差的最大允许值称为像差容限, 又称像 差允限.评分标准：主要意思正确得2分.36.复消色物镜：校正了系统二级光

2、谱的物镜,称为复消色物镜.评分标准：答对主要意思得2分.四、简做题本大题共 6小题.每题5分,共30分37.简述瑞利判断和斯托列尔准那么,二者有什么关系答：瑞利判断：实际波面与参考球面波之间的最大波像差不超过/4时,此波面 d28. n 1r1r2n a r2可看作是无缺陷的.斯托列尔准那么：成像衍射斑中央亮度和不存在像差时衍射斑中央亮度之比S.D. 0.8时,认为光学系统的成像质量是完善的.这两个准那么是相互一致的,当最大波像差为/4时,SD.值刚好约等于0.8评分标准：答出每个准那么的概念各得 2分,关系正确得1分.38 .完全对称式系统,当 1时,垂轴像差与沿轴像差有何特性答：垂轴像差可

3、以得到自动校正,即彗差、畸变和倍率色差均为零；而沿轴像差为系统半部像差的2倍,如球差、像散、场曲和位置色差.评分标准：垂轴像差特性论述正确得 3分；沿轴像差特性论述正确得 2分.39 .球面反射镜的焦距与半径有何关系平行光入射时的球差值是多少答：焦距与半径的关系为：f r/2,即焦距为球面反射镜半径的 1/2.以平行2光入射时的球差值是h /8 o评分标准：第一问正确得3分,第二问答复关系式正确得2分.40 . ZEMAX优化函数中操作数EFFL代表什么意义它是什么的缩写答：代表有效焦距,是 Effective Focal Length的缩写.评分标准：意义答复正确得3分,全称答复正确得2分.

4、41 .单个折射球面的无球差不晕点有哪些其位置如何答：无球差共腕点共有三对：1球心处,L L r； 2顶点处,L L 0；3物距 L n nr/n,像距 L n nr/n.评分标准：球心与顶点位置各1分,第3对共腕点物距与像距公式各1.5分.42 .密接双薄透镜系统,光焦度 ,假设要消位置色差,试确定其光焦度分配答：对于薄透镜组,12由于薄弱透镜的初级位置色差系数Ci h2 / ,所以有1/ 12/ 20两方程联立,得两薄透镜的光焦度分配为1 , 2 -1212评分标准：列出两联立方程各得1.5分,光焦度分配结果正确得2分.五、计算题每题10分,共20分43 .一双胶合望远物镜,其正负透镜采用

5、的玻璃分别为K9 nd 1.5163, 64.1和ZF2 1 1.6727, 32.25.通过对各色光的光线追迹,得到有关数据如下表 所示.试根据以下表格,求解：1色球差LfC=?2二级光谱 LfCd 二3假设系统仅包含初级球差和二级球差,试计算 0.3带孔径处的高级球差.h/hmlc, Lc /mmlF, LF / mm1d,Ld /mm097.04497.02597.0090.70797.03497.03497.0301.0097.03897.09897.004解：1)色球差Lfc= LfLc =(97.098-97.025)-(97.038-97.044)=(0.073+0.006)mm

6、=0.079mm2)二级光谱 L fcd = Lf0.707 Ld0.707 =97.034-97.030=0.004mm3) L A1(h/hm)2 A2(h/hm)4, L0.707 97.030 97.009 0.021mm, Lm 97.004 97.0090.005mm,代入球差表达式,得 A1 0.089, A20.094;当h 0.3hm时,得0.3带孔径处高级球差为 A2(0.3)4 0.00076mm评分标准：第一问中公式正确得2分,结果正确得1分；第二问中二级光谱公式 正确得2分,计算结果正确得1分,第三问公式正确得2分,结果正确得2分.44. 一双别离薄透镜系统,其主光线

7、与高斯像面交点的高度为9.82mm,相对畸变值为3%,试求理想像高.解：qyz / y0 -y0 100% , y 9.82mm, q 3%,可得 y0 9.53mmy.评分标准：相对畸变公式正确得 6分,结果正确得4分.29.齐明透镜、球差30.边缘、0.70731位置色差三、名词解释本大题共5小题.每题2分,共10分32.调制传递函数：由于光学系统像差及衍射等原因, 会造成像的比照度低于物 的比照度.将像的比照度与物的比照度的比值,称之为调制传递函数. 评分标准：答对主要意思得233.赛得和数：赛得推导出仅有五种独立的初级像差,即以和数SI、SII、S川、Siv、Sv分别表示初级球差、初级彗差、初级像散、初级场曲、初级畸变,统