光学设计复习(3)

1、1.球差：不同倾角的光线交光轴于不同的位置上，相对于理想像点的位置有不同的偏离。2.色球差：在消除单色像差的前提下，轴外物点发出的两种色光的主光线与相应高斯面焦点的高度之差。3. 波像差：实际波面相对于理想球面波的偏离。（实际波面与理想波面在出瞳处相切时，两波面间的光程差。）4. 点列图：由一点发出的许多光线经光学系统后，因像差使其与像面的交点不再集中于同一点，而形成了一个散布在一定范围的弥散图形。5. 单个折射球面的三个无球差点：1）物点与球面顶点重合时不产生球差；2）物点位于球面球心时，不产生球差；3）（齐明处）sinr-sinU=0或=U，此时不管孔径角多大，都不产生球差，此时对应的物像

2、点位置分别为r,L=叽6. 光学传递函数：光学传递函数是指以空间频率为变量，表征成像过程中调制度和横向相移的相对变化的函数。（光学传递函数是一定空间频率下像的对比度与物的对比度之比。能反映不同空间频率、不同对比度的传递能力。）H(s,t)=T(s,t)exp-i(s,t)。7子午平面、弧矢平面：子午平面：包含物点和光轴的平面。弧矢平面：包含主光线并与子午平面垂直的面。8. 七种像差，哪些与孔径有关？哪些与视场有关？哪些与两者均有关？与孔径有关：球差、位置色差与视场有关：像散、场曲、畸变、倍率色差与视场孔径都有关：彗差9. 二级光谱消色差系统只能对二种色光校正位置色差，它们的公共焦点或像点相对于

3、中间色光的焦点或像点的偏离称为二级光谱。10. 解释五种塞得和数第一塞德和数：初级球差系数第二塞德和数：初级彗差第三塞德和数：初级像散第四塞德和数：匹兹凡面弯曲第五塞德和数：初级畸变11子午场曲、弧氏场曲子午场曲：子午光束的交点与高斯像面在沿着光轴方向上的距离。弧氏场曲：弧矢光束的交点与高斯像面在沿着光轴方向上的距离。12.像差容限：根据瑞利判断，当系统的最大波像差小于1入时，认为系统像差是完善的，当系统4满足这一要求时，各像差的最大允许值称为像差容限。13论述像质评价的几种方法：评价像质的方法主要有瑞利判断法、中心点亮度法、分辨率法、点列图法和光学传递函数法5种。瑞利判断便于实际应用，但它有

4、不够严密之处，只适用于小像差光学系统；中心点亮度法概念明确，但计算复杂，它也只适用于小像差光学系统；分辨率法十分便于使用，但由于受到照明条件、观察者等各种因素的影响，结果不够客观，而且它只适用于大像差系统；点列图法需要进行大量的光线光路计算；光学传递函数法是最客观、最全面的像质评价方法，既反映了衍射对系统的影响也反映了像差对系统的影响，既适用于大像差光学系统的评价也适用于小像差光学系统的评价。14. 简述光学系统设计基本过程：（1）外形尺寸计算：拟定光学系统原理图，确定基本光学特性，使满足给定的技术要求。（2）初始结构的计算和选择：根据初级像差理论求解初始结构。从已有资料选择初始结构。（3）建

5、立光学系统模型：系统特性参输入：孔径、视场的设定、波长的设定。初始结构输入：表面数量及序号、面行、表面结构参数输入。（4）像质校正和评价：瑞利判断、分辨率、点列图、光学传递函数。（5）优化：设置评价函数和优化操作数、设置优化变量、进行优化。（6）公差分析：公差数据设置、执行公差分析。15. 论述利用PW法求解双胶合薄透镜初始结构的基本过程1. 确定物镜焦距和工作距离2. 求解初始结构参数1）确定基本像差参量2）选择玻璃组合3求形状系数Q4. 求薄透镜组合各球面的曲率半径5. 薄透镜加厚1）确定透镜的全直径2）确定透镜的中心厚度3）确定厚透镜的曲率半径16. 相对孔径入瞳直径与其焦距三者之间的关

6、系A2（相对孔径=入瞳直径/焦距）f'17. 双胶合薄透镜组，若C=0,则=?II=018.ZEMAX操作数EFFL代表什么？EFFL:透镜单元的有效焦距19.若光阑与相接薄透镜系统重合时，可消除的单色像差为？畸变20.出瞳距概念自光学系统最后一面顶点到出瞳平面与光轴交点的距离。21.比较冕牌玻璃与火石玻璃的阿贝数大小冕牌玻璃折射率通常小于1.6，色散系数（也称阿贝数，数值越大，色散越小）大于50，火石玻璃则相反。（冕牌玻璃阿贝数火石玻璃）22.像差概念实际光学系统所成的像和近轴区所成的像之间的差异称为像差。23.光焦度的概念光焦度等于像方光束会聚度与物方光束会聚度之差，它表征光学系统

7、偏折光线的能力。24.主光线概念轴外某视场点发出的通过入瞳中心的实际光线称为该视场点发出的主光线。25. 阿贝数与色散的关系阿贝数数值越大，色散越小。26. 单色像差中哪一种是主光线像差？畸变27. 球差的校正若只考虑初级球差与二级球差，对边光校球差，则最大球差出现在哪一孔径带？0.707Hm28. 己知一焦距为1000mm,求其光焦度100029. 七种几何像差中，轴上产生圆形弥散斑的像差为？位置色差、球差30. 七种几何像差中,产生彩色弥散斑像差有？位置色差、倍率色差（轴上）31. 不会影响清晰度的像差是？畸变32. 不产生色差的元件球面反射镜33. 双分离薄透镜系统，其主光线与高斯面交点

8、高度为20mm,相对畸变为5%,求理想像高。§y'y'y'解：二0X100%0y'y'000y'已知：y'二20mm,二5%y'0ny'=19.05nm034.双胶合物镜，焦距为300mm,第一块玻璃为K8玻璃(nd=1.516,vd=56.76),第二块玻璃为F2(nd=1.6129,vd=36.98),求两块透镜的光焦度解：由：壯+伫=0,p+p=-V V12f12VInp=1-=0.009571V-Vf12V1p=-2-=-0.006232V-Vf1235.一个光学系统，包含初级与二级球差，己知边光球差SLm=0,0.707带光球差为.707=0.01,求：球差表达式；0'=AL1 '求SLq.5、§<0.85；解：A+A=012一Ax0.7072+Ax0.7074=-0.0112nA=-0.04,A=0.04128L'=A=-0.00750.518L'=A=-0.008020.852 '边光的