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.LrnB. L r C. L rnnD.5. 下列像差中，属于轴外点细光束像差的是（）。

2、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.-2C.D.7对于目视光学系统，介质材料的阿贝常数定义为（）A.B.C.nD 1n f ncD.1D“fnc8. K9玻璃和ZF6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. Angle (Deg) B. Object HeightC. Paraxial Image HeightD. Real Image Height10. 在ZEMAX软件中表示传递函

3、数的是下列的哪个缩写图标（）A.FieB.OptC.SptD.Mtf11. 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

4、下列软件中，如今较为常用的光学设计软件是()。A.abr软件 B.OPD88 软件 C.ZEMAX 软件DAutoCAD 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20按照道威判断，显微镜的分辨率公式为（A.0.5NAB.0.61NAC.140DD.120、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，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

5、d=5mm，折射率n=1.5，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令=Ey 3, AZ= 0 ,贝U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27在轴外像差y' tgU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Xt 。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Lm 0，其边缘带高级球差为

6、0.5mm,则L 0.707，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？

7、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，f 100mm，D 1:5，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：123SI :0.0100104-0.03385270.0256263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

8、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、单项选择题（本大题共 20小题。每小题1分，共20 分）题号1-56-1011-1516-20答案DCBACCAABDBBCDDACBBA二、填空题（本大题11小题。每空1分，共20分）21.-60mm22.2倍23. Ey 224 .使用弯月形厚透镜、系统中正负透镜分离、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27.028.-0.125 前、0.0937529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

9、折射球面，当物距满足 L 丄丄r时，像距为L r，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SCKsy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

10、件称为余弦条件，其表达公式为 n cos n cos C。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

11、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nysinU n y sinU ;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n ysin U nys inU。它们的表2 2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. 当光学系统仅存在初级彗差时，其成像光束形状如何？有何特点？(1)子答：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:午彗差是弧矢彗差的3倍，即Kt 3Ks ；(2)彗差轮廓相切于两条夹角为60度的直线

12、;(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. 双胶合望远物镜，f 100mm , D 1:5，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：123Si :0.0100104-0.03385270.0256263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？解：1）SI0.001784 ； u ta nuD/2f 0.1 ；1初级球差为Si 0.0892 ；2n u0.25A12）光学系统0.707带的球差为：lm几（一）2 八（一）4 0.5A1 0.25A1hmhm6 倍焦深 _L_= 546nm 60.3276mm, lm 0.0446 0.3276，故未超差。n u 0.13） 二 级光谱为：0.00052 f 0.00052 100mm0.052mm44. 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