光学设计cad试题

1、光学系统设计（一）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 .主光线与光轴所确定的平面叫做（B ）。A.弧矢平面B.子午平面C.焦平面D.像平面共轴球面系统中，轴上点像差有（C ）。A.球差和彗差B.球差和倍率色差C.球差和位置色差D.彗差和倍率色差 通常情况下观察像差时，除0视场和边缘视场外，还应注意的一个视场为（A ）。A.0.707视场 B. 0.5视场 C. 0.3视场 D. 0.85视场F光边缘光球差与C光边缘光球差之差也等于（A ）。A.边缘光和近轴光色差之差B.边缘

2、光和近轴光球差之差C.F光和C光近轴光球差之差D. F光和C光近轴光色差之差望远镜的放大率是指（D ）。A.垂轴放大率B.轴向放大率C.角放大率 D.视觉放大率 下面各像差中能在像面上产生彩色弥散斑的像差有（D ）。A.球差B.场曲C.畸变D.倍率色差不会影响成像清晰度的像差是（C ）。A.二级光谱B.彗差C.畸变D.像散下列光学系统中属于大视场小孔径的光学系统是（C ）。A.显微物镜B.望远物镜仁目镜D.照相物镜 正弦差属于小视场的（B ）。A.球差B,彗差C.畸变 D,色差初级子午彗差和初级弧矢彗差之间的比值为（A ）。A,3： 1B.4： 1 C.5： 1 D.2： 1下列光学元件中，任

3、何情况下都不会产生场曲的是（ B ）。A.厚凸透镜B.平行平板C.球面反射镜D.不晕透镜下面光学元件中不产生色差的是（A ）。A.球面反射镜B.薄凸透镜C.薄场镜D.薄双胶合物镜 薄双胶合物镜置于球面反射镜球心，光阑与球心重合，则系统彗差最小可以为（D ）。A. 0.4B. 0.25C. 0.1D. 0场景置于系统中，除产生场曲外，还可产生（D ）。A.球差B.彗差C.像散D.畸变15.厚透镜的场曲公式为（C ）。A.SIVT n , =J 2 (n -11 r1-1) r2B.SIVn -1=J2 n11 (一-) rrC.SIVn -1=J2 n(Lr1-) r2D.SIVn=J 2 n

4、-1rr2116.波像差就是实际波面与理想波面之间的（A ）。A.光程差 B.几何像差 C.离焦量 D.距离差在进行目镜光学系统设计时，应（B ）。A.正追光线B.倒追光线C.从中间向两侧进行光线追迹D.从两侧向中间进行光线追迹显微镜常采用的一种照明方式是，将光源通过聚光镜成像在物平面上，称之为 D ）。A.反射式照明B.透射式照明仁克勒照明D.临界照明下列软件中不属于光学设计软件的是（C ）。A. ZEMAX 软件 B.OSLO 软件 C. Lensview 软件 D.CODE V 软件低倍显微物镜的光阑位置（A ）。A.与物镜重合B.与目镜重合C,与中间像面重合D.位于物镜后方焦平面处二、

5、填空题（本大题14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。单个折射球面的三对无球差点位置是球心处、顶点处、齐明处,rF _ 寸.q= x 100 % 在表示畸变时，通常采用相对畸变，其表达公式为-I。一双胶合薄透镜组，若Cj= 0，则C=L。七种初级像差中，仅与孔径光阑大小有关的单色像差是球差一双胶合透镜光焦度为正，在透镜组中的正透镜采用冕牌_玻璃，透镜组中的 负透镜采用火石玻璃。F- % TOC o 1-5 h z , C?j =伊 0 .1 = ：? 密接薄双胶合系统，为消除色差，两透镜光焦度应分别满足公心.?1一同心弯月镜在空气中，其前后节点在其两面的

6、公共球心处，其前后主点在其 两面的公共球心处对于玻璃等折射材料，除折射率的参数外，还有一重要参数为阿贝常数，其公式为_:_。若光阑与相接触薄透镜系统重合时，可消除的单色像差为畸变。球差在像面上的体现形式是圆_形的。在球差的级数展开形式中，常数项的值为d复消色物镜是指在透镜的0.707hm位置处，将二级光谱校正为0。对F光和C光校正了色差后，相对于D光的二级光谱公式为，二= ：- | _。在ZEMAX光学设计软件中，描述焦距的操作数为EFFL三、名词解释（本大题共5小题。每小题2分，共10分）像差：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子午场曲：某一视场的子午像点相对于高斯像面的

7、距离称为子午像面弯曲，简称子午场曲二级光谱：如果光学系统已对两种色光校正了位置色差，这两种色光的公共像点相对于第三种色光的像点位置 仍有差异，该差异称为二级光谱色球差：F光的球差和C光的球差之差，称为色球差，该差值也等于边缘光和近轴光色差之差渐晕：轴外点成像光束的宽度较轴上点成像光束的宽度要小，造成像平面边缘部分照度要比像平面中心部分照 度低的现象，称为渐晕四、简答题（本大题共6小题。每小题5分，共30分）一物体的峰-谷比（peak to valley）是0.23入，问是否满足Rayleigh条件？答：满足Rayleigh条件，因为根据Rayleigh判断，实际波面和参考波面之间的最大波像差（

8、峰谷比）不超过0.25?时， 此波面可看作是无缺陷的成像质量较好在七种几何像差中，仅与孔径有关的像差有哪些？仅与视场有关的像差有哪些？与视场和孔径都有关系的又有 哪些？答：仅与孔径有关的像差有：球差、位置色差；仅与视场有关的像差有：像散、场曲、畸变、倍率色差；与视场和 孔径都有关系的有：彗差一物体置于折射球面的球心处，其像在哪？放大倍率多少？若物在球面顶点，其像又在何位置？放大倍率多少？ 答：像分别在球心处和顶点处，放大倍率分别为1/n和1什么是焦深，若像面向前或向后离焦半倍焦深，引起的波像差多大？占匕21 F答（1）实际像点无论在高斯像点之前或之后范围内，波像差都不会超过1/4波长，所以把：

9、定义为焦深，即, ?(2)引起的波像差为入/4。近视眼应佩戴何种透镜加以矫正？为什么？答：应佩戴凹透镜加以矫正，使光线经过水晶体后发散，重新汇聚到视网膜上在对称式光学系统中，当P =-1时，哪几种初级像差可以得到自动校正？其它初级像差有何特性？答：垂轴像差：彗差、畸变、倍率色差均为0。轴向像差：球差、像散、场曲、位置色差均为半部系统相应像差的两倍五、综合应用题(本大题共2小题。每小题10分，共20分)设计一齐明透镜，第一面曲率半径ri = -95mn，物点位于第一面曲率中心处，第二球面满足启明条件，若该透镜厚度d = 5mm，折射率n = 1.5，该透镜位于空气中，求该透镜第二面的曲率半径；该启明透镜的垂轴放大率。解：(1)根据题意得，物点发出光线经第一面后按直线传播，相对于第二面，其物距l2=-95-5=-100mm根据齐明条件l2=(n2+n2*)r2/ n2可得：r2=60mm(2) l2*=(n2+n2)r2/ n2*=2.5/1*(-60)=-150mm由垂轴放大率公式