光学cad答案二
工程光学第二章练习参考答案
(5)
n sinU NA sinU 0.1
U 5.73917 D 2( ltgU ) 2(45 tg 5.73917 ) 9.045mm
(5)
lz 160 D D' 1.667 9.00mm lz ' 29.63
(6)
-l (6)
l’ 180 -lz
h3 h2 d 2 tgu2 ' 12 10 0.04 11.6 tgu3 ' tgu3 h3 11.6 0.04 0.156 f3' 100
第二章 17
F’ 求物方参数。反向算。 h1=10
H’
u3’
f’
h1 10 f ' 64.102564 tgu3 ' 0.156 h3 11.6 lF ' 74.35897 tgu3 ' 0.156
第二章 17
求物方参数。反向算。
h1=10
H’
u3’
F’
f1 ' 50, f 2 ' 50, f 3 ' 100 d1 d 2 10
f’
lF’
tgu1 ' tgu2
h1
f1 '
10
50
0.2
h2 h1 d1tgu1 ' 10 10 ( 0.2) 12 tgu2 ' tgu3 tgu2 h2 f2' 0.2 12 50 0.04
第二章 ３
y H -f d 1140mm 7200mm H’ f’ y’
l ' l 10
l d l ' 7200 2 f ' d 1140 1 1 1 l' l f'
工程光学习题参考答案第二章理想光学系统
第二章 理想光学系统1.针对位于空气中的正透镜组()0'>f 及负透镜组()0'<f ，试用作图法分别对以下物距 ∞---∞-,,2/,0,2/,,2,f f f f f ,求像平面的位置。
解：1.0'>f ()-∞=l a()'2f l b -=()f f l c =-=()/f l d -=()0=l e()/f l f =')(f f l g -=='22)(f f l h -==+∞=l i )(2.0'<f -∞=l a )(l b )(=l c =)(/)(f l d -=0 el(=)f=l2/ (f)()fg=l(=h)ll i)(+∞=2. 已知照相物镜的焦距f’＝75mm,被摄景物位于（以F 点为坐标原点）=x ,2,4,6,8,10,m m m m m -----∝-处，试求照相底片应分别放在离物镜的像方焦面多远的地方。
解： （1）x= -∝ ，xx ′=ff ′ 得到：x ′=0 （2）x ′= （3）x ′= （4）x ′= （5）x ′=（6）x ′=3.设一系统位于空气中，垂轴放大率*-=10β，由物面到像面的距离（共轭距离）为7200mm ， 物镜两焦点间距离为1140mm 。
求该物镜焦距，并绘出基点位置图。
解:∵ 系统位于空气中，f f -='10''-===ll y y β 由已知条件：1140)('=+-+x f f7200)('=+-+x l l解得：mm f 600'= mm x 60-=4.已知一个透镜把物体放大*-3投影到屏幕上，当透镜向物体移近18mm 时，物体将被放大*-4，试求透镜的焦距，并用图解法校核之。
解：方法一：31'11-==l l β ⇒ ()183321'1--=-=l l l ①42'22-==l l β ⇒ 2'24l l -= ② 1821+-=-l l ⇒ 1821-=l l ③ '/1/1/11'1f l l =-'/1/1/12'2f l l =-将①②③代入④中得 mm l 2702-= mm l 1080'2-= ∴ mm f 216'=方法二： 311-=-=x fβ 422-=-=x fβ ⇒ mm f 216-= 1812=-x x方法三： 12)4)(3(21''=--==∆∆=ββαnn x x2161812'-=⨯=∆x''fx -=β143''''2'121=+-=∆=+-=-∴fx fx x ββ mm x f 216''=∆=∴5.一个薄透镜对某一物体成实像，放大率为⨯-1,今以另一个薄透镜紧贴在第一个透镜上，则见像向透镜方向移动，放大率为原先的3/4倍，求两块透镜的焦距为多少 解：⇒ 2'21'1/1/1/1/1l l l l -=- ④6.有一正薄透镜对某一物成倒立的实像，像高为物高的一半，今将物面向物体移近100mm ， 则所得像与物同大小，求该正透镜组的焦距。
《光学》答案（吴强版）
f nAD f n(r cos f )
r
f (1 n) 1 n cos
1-4 解：参看课本 P 16 图 1-13 考 虑 三 角 形 PSC ， 有 PS ( x1 R) R 2( x1 R) R cos
l1
l
1 const 2n sin
所以，
1
l2
2
2
1
l1
l2
带相关参数得未知波长为
6429
2n 2.73 107 m
2-14 设相邻两条纹对应的高度差为 h ， h
h 则 sin l
D L tan L sin
（1）由于
d 0.5mm
所以，
d dc 0 . 4 3 6 8 mm
故屏上看不到干涉条纹。
（2） 由 得
l
பைடு நூலகம்db
， 代
d 0.5*103 m, b 0.25*103 m
l 22.849cm
所以，
l l R 2.89cm
2-13 解：
l
2n sin
从而得出：
cos 0 0, 或 sin 0 0
所以，
3 0, , ,
2 2
满足以上条件的角度为实际光线。 1-3 解： 由题意知，经过镜具 的出射光为平行光， 又由折射定律得，
M r S
N
MN // AC
则有
f
A D
C
r cos f AD A D rc o s f
2
光学cad答案二
光学cad答案⼆光学系统设计(⼆)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．当⼊瞳在单个折射球⾯（0>r ）的球⼼右侧时，产⽣⼦午彗差是 ( )。
A.正值B.负值C.零D.⽆法判断2．假定物位于有限距离处，⼤⼩为-y ，当⼊瞳在单正透镜的左侧时，产⽣畸变的是 ( )。
A.正值B.负值C.零D.⽆法判断3．下列各条件中，描述垂轴⼩线段完善成像的条件是 ( )。
A.正弦条件B. 余弦条件C. 等晕条件D. 赫歇尔条件4．边缘光和近轴光⾊差之差称为 ( ) 。
A.球差B. 位置⾊差C. ⼆级光谱D. ⾊球差5．下列像差中需要校正⼆级光谱的是 ( )。
A.低倍显微物镜B.长焦距平⾏光管物镜C.望远物镜D.照相物镜6．对于密接双薄透镜系统，要消除⼆级光谱，两透镜介质应满⾜ ( )。
A.相对⾊散相同，阿贝常数相差较⼩B.相对⾊散相同，阿贝常数相差较⼤C.相对⾊散相差较⼤，阿贝常数相同D.相对⾊散相差较⼩，阿贝常数相同7．对于球⾯反射镜，其初级球差表达公式为 ( )。
A.?δ2h 81L =' B. ?δ2h 81L -=' C. ?δ2h 41L =' D. ?δ2h 41L -=' 8．下列光学系统中属于⼤视场⼤孔径的光学系统是 ( )。
A.显微物镜B.望远物镜C.⽬镜D. 照相物镜9．场曲之差称为 ( )。
A.球差B. 彗差C. 像散D. ⾊差10．初级球差与视场⽆关，与孔径的平⽅成 ( )。
A.正⽐关系B.反⽐关系C.倒数关系D.相反数关系11．场镜除产⽣场曲外，还会产⽣ ( )。
A.球差B.彗差C.像散D.畸变12．普通的正透镜产⽣的场曲值为 ( )。
A.正值B.负值C.零D.⽆法判断13．弯⽉形厚透镜的介质折射率为1.5，若要⾃⾝消除⾊差，1r 与2r 的差值应满⾜ ( )。
工程光学第二版答案
第一章1.略2.略1、答：设屏到针孔的初始距离为x ，因为光在均匀介质中沿直线传播，所以根据三角形相似可得：3、一物体经针孔相机在 屏上成一60mm 大小的像，若将屏拉远50mm ，则像的大小变为70mm,求屏到针孔的初始距离。
解：在同种均匀介质空间中光线直线传播，如果选定经过节点的光线则方向不变，令屏到针孔的初始距离为x ，则可以根据三角形相似得出：所以x=300mm即屏到针孔的初始距离为300mm 。
4、一厚度为200mm 的平行平板玻璃（设n =1.5），下面放一直径为1mm 的金属片。
若在玻璃板上盖一圆形的纸片，要求在玻璃板上方任何方向上都看不到该金属片，问纸片的最小直径应为多少？2211sin sin I n I n = 66666.01sin 22==n I745356.066666.01cos 22=-=I88.178745356.066666.0*200*2002===tgI xmm x L 77.35812=+=1mmI 1=90︒n 1 n 2200mmL I 2 x8、.光纤芯的折射率为1n ，包层的折射率为2n ，光纤所在介质的折射率为0n ，求光纤的数值孔径（即10sin I n ，其中1I 为光在光纤内能以全反射方式传播时在入射端面的最大入射角）。
解：位于光纤入射端面，满足由空气入射到光纤芯中，应用折射定律则有： n 0sinI 1=n 2sinI 2 (1)而当光束由光纤芯入射到包层的时候满足全反射，使得光束可以在光纤内传播，则有：(2)由（1）式和（2）式联立得到n 0 .16、一束平行细光束入射到一半径r=30mm 、折射率n=1.5的玻璃球上，求其会聚点的位置。
如果在凸面镀反射膜，其会聚点应在何处？如果在凹面镀反射膜，则反射光束在玻璃中的会聚点又在何处？反射光束经前表面折射后，会聚点又在何处？说明各会聚点的虚实。
解：该题可以应用单个折射面的高斯公式来解决，设凸面为第一面，凹面为第二面。
光学设计cad答案三
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.r n n n L '+= B. r n n n L ''+= C. r n n n L '-= D. r n n n L ''-= 5．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.λ21 B. λ31 C. λ41 D. λ517．对于目视光学系统，介质材料的阿贝常数定义为 ( )。
A.C F D D n n 1n --=ν B. C F D D n n 1n ++=ν C. C F D D n n 1n -+=ν D. C F D D n n 1n +-=ν 8．9K 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. Angle（Deg）B. Object HeightC. Paraxial Image HeightD. 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 ( )。
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 ( )。
工程光学基础 习题参考答案-第二章_02
注意： 注意： − l + l ' ≠ 7200mm ，因为对于一般理想光学系统两主面不重合。 4、已知一透镜把物体放大 − 3× 投影在屏幕上， 投影在屏幕上，当透镜向物体移近 18mm 时，物体 将被放大 − 4 × ，试求透镜的焦距， 试求透镜的焦距，并用图解法校核之。 并用图解法校核之。 解：
tan U 1 ' = h1 100 = = 1 = tan U 2 f1 ' 100 h2 90 = 1+ = 2.8 = tan U 3 f2 50 h3 62 = 2 .8 + = 1.56 f3 − 50
h2 = h1 − d1 tan U 1 ' = 100 − 10 = 90 tan U 2 ' = tan U 2 +
3、设一系统位于空气中， 设一系统位于空气中，垂轴放大 率 β = −10 × ， 由物面到像面的距离 （共轭距） 共轭距）为 7200mm，物镜两焦点 间距离为 1140mm。求该物镜焦距， 求该物镜焦距， 并绘出基点位置图。 并绘出基点位置图。 解： 由公式 β = − x' f = − （2-4） ， f' x
1 1 1 d （2-33） = + − f ' f1 ' f 2 ' f1 ' f 2 '
f1 ' f 2 ' nr1 r2 f ' = − f = − ∆ = ( n − 1)[n( r − r ) + ( n − 1)d ] 2 1 1 Φ = f ' − dr2 l ' = H n( r2 − r1 ) + ( n − 1)d − dr1 l = H n( r2 − r1 ) + ( n − 1)d
光学设计cad答案
光学设计cad答案光学系统设计(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.r n n n L '+= B. r n n n L ''+= C. r n n n L '-= D. r n n n L ' '-= 5．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.λ21 B. λ31 C. λ41 D. λ5 1 7．对于⽬视光学系统，介质材料的阿贝常数定义为 ( )。
A.C F D D n n 1n --=ν B. C F D D n n 1n ++=ν C. C F D D n n 1n -+=ν D. C F D D n n 1n +-=ν 8．9K 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. Angle （Deg ）B. Object HeightC. Paraxial Image HeightD. 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 ( )。
工程光学习题解答 第二章 理想光学系统
第二章 理想光学系统1、针对位于空气中的正透镜组()0'>f 及负透镜组()0'<f ,试用作图法分别对以下物距 ∞---∞-,,2/,0,2/,,2,f f f f f ,求像平面的位置。
解:1、0'>f ()-∞=l a()2f l b -= ()f l c =-=()f l d -= ()0=l e ()f l f =)(f l g =2)(l h =+∞=l i )(2、'f =l a )( l b )(=l c =)( )(l d )(=l e)(l f l g =)( l h )(=l i )(2、 点)=x 10,-∝-远的地方。
解: (2)x ′ (3)x ′=0、703 (4)x ′=0、937 (5)x ′=1、4(6)x ′=2、813、设一系统位于空气中,垂轴放大率*-=10β,由物面到像面的距离(共轭距离)为7200mm, 物镜两焦点间距离为1140mm 。
求该物镜焦距,并绘出基点位置图。
解:∵7200)('=+-+x l l解得:mm f 600'= mm x 60-=4、已知一个透镜把物体放大*-3投影到屏幕上,当透镜向物体移近18mm 时,物体将被放大*-4,试求透镜的焦距,并用图解法校核之。
解:方法一:31'11-==l l β ⇒ ()183321'1--=-=l l l ①42'22-==l l β ⇒ 2'24l l -= ② 1821+-=-l l ⇒ 1821-=l l ③ '/1/1/11'1f l l =-'/1/1/12'2f l l =-将①②③代入④中得 mm l 2702-= mm l 1080'2-= ∴ mm f 216'=方法二: 311-=-=x fβ 422-=-=x fβ ⇒ mm f 216-= 1812=-x x方法三: 12)4)(3(21''=--==∆∆=ββαnn x x2161812'-=⨯=∆x''fx -=βΘ143''''2'121=+-=∆=+-=-∴fx fx x ββ mm x f 216''=∆=∴⇒ 2'21'1/1/1/1/1l l l l -=- ④5、一个薄透镜对某一物体成实像,放大率为⨯-1,今以另一个薄透镜紧贴在第一个透镜上,则见像向透镜方向移动,放大率为原先的3/4倍,求两块透镜的焦距为多少？ 解:6、有一正薄透镜对某一物成倒立的实像,像高为物高的一半,今将物面向物体移近100mm, 则所得像与物同大小,求该正透镜组的焦距。
光学设计与CAD练习题(二)
光学设计与CAD 练习题（二）一、选择题1、轴外物点的主光线与光学系统主轴所构成的平面叫作 ( )。
A.离焦平面B.高斯像面C.弧矢平面D.子午平面2、中心光轴上的同心光束入射于与光轴垂直的平行平板时将产生 ( )。
A.球差B.彗差C.色差D.任何像差3、相对孔径的倒数是F 数，其表达公式为 ( )。
A. /D f 2'B. f D/'C. /D f 'D. f D/2'4、在共轴球面系统中，轴上点像差除有球差以外还有 ( )。
A.彗差B.位置色差C.场曲D. 倍率色差5、在消边缘光线球差时，求得系统在（ ）光带有最大剩余球差，其值为0.25A 。
A. 0.3视场B. 0.5视场C. 0.707视场D. 0.85视场6、望远镜的放大率是指 ( )。
A.垂轴放大率B.轴向放大率C.角放大率D.视觉放大率7、波像差就是实际波面与理想波面之间的光程差，当光学系统孔径不大时，从（ ） 以图形积分的方法可以求得轴上点不同孔径时的波像差。
A.象散曲线B.轴向色差C.球差曲线D.距离差8、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( )。
A.反射式照明B.透射式照明C.克勒照明D.临界照明9、除球心和顶点外，第三对无球差点的像方截距为 ( ) 。
A.r n n n L '+= B. r n n n L ''+= C. r n n n L '-= D. r n n n L ''-= 10、光学系统的焦深是实际像点在高斯像点前后一定范围，当波像差超过 ( )认为系统成像。
A.λ21 B. λ41 C. λ61 D. λ81 11、F 2玻璃和玻璃BK7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12、运用ZEMAX 设计单透镜过程中运用评价函数编辑器进行评价时，优化函数选择( )。
光学系统CAD
1、主光线与光轴所确定的平面叫做正确答案：子午平面2、共轴球面系统中，轴上点像差有正确答案：球差和位置色差3、下面各像差中能在像面上产生彩色弥散斑的像差有正确答案：倍率色差4、下面光学元件中不产生色差的是正确答案：球面反射镜5、初级子午彗差和初级弧矢彗差之间的比值为正确答案：3:16、系统的像散为零，则系统的子午场曲值正确答案：无法判断7、下列像差中，对孔径光阑的大小和位置均有影响的是正确答案：彗差8、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正确答案：不规则形状的彩色弥散斑9、一般的正透镜产生的场曲值为正确答案：正值10、轴外物点通过有像散的光学系统成像时，在该像点的子午像面，形成的焦线正确答案：在弧矢面内11、假定物体AB在有限距离处，且AB=-y，当孔径光阑在单个薄正透镜的右侧时，产生倍率色差的符号为正确答案：小于零12、光阑与相接触的薄透镜重合时，能够自动校正正确答案：畸变13、下面各像差中能在像面上产生彩色弥散斑的像差有正确答案：倍率色差14、初级球差与视场无关，与孔径的平方成正确答案：正比15、K9玻璃和ZF2玻璃属于正确答案：冕牌玻璃和火石玻璃16、完全对称式光学系统，当时，β=-1可以消除的像差有几种正确答案： 317、波像差就是实际波面与理想波面之间的正确答案：光程差18、介质材料ZF2的阿贝常数为32.17，n=1.6727，则nF-nC=正确答案：0.020919、一个仅有像散的光学系统，小“⊕”形图案置于光轴上，则在该物的子午像面，外圆轮廓成像正确答案：清晰20、人眼的视网膜呈现一定程度的弯曲，可以补偿一定的正确答案：场曲21、在ZEMAX软件中表示传递函数的是下列的哪个缩写图标正确答案：MTF22、光学传递函数的横坐标是正确答案：线对数/毫米23、ZEMAX软件的传递函数曲线中，不同颜色的曲线表示不同的正确答案：视场24、在ZEMAX软件中进行望远物镜设计，输入孔径数据时正确答案：Entrance Pupil Diameter25、在ZEMAX软件中表示自动优化的是下列的哪个缩写图标正确答案：Opt26、在ZEMAX软件中控制焦距的操作数是正确答案：EFFL27、ZEMAX软件中，评价函数中，下列哪个操作数控制近轴放大倍率正确答案：PMAG28、在ZEMAX软件中表示场曲的是下列的哪个缩写图标正确答案：Fcd29、设计一个He-Ne激光器的激光扩束系统，则系统的光谱选择正确答案：0.6328um30、阿贝常数是光学玻璃的一个重要参数，对于该参数，正确的是正确答案：阿贝常数越大，色散越低31、望远镜的放大率是指正确答案：视觉放大率32、下列光学系统中属于大视场小孔径的光学系统是正确答案：目镜33、在进行目镜光学系统设计时，应正确答案：倒追光线34、下列各镜头中，在进行设计时，应采用正追光线的是正确答案：望远物镜35、在ZEMAX软件中表示自动优化的是下列的哪个缩写图标正确答案：opt36、在ZEMAX软件中控制放大倍率的操作数正确答案：PMAG37、鱼眼透镜一般视场角都比较大，但所成的像存在严重的正确答案：畸变38、双高斯物镜是一种对称式物镜结构形式，其光阑前透镜形式为正确答案：一片单透镜+一个双胶合39、在ZEMAX软件中进行望远物镜镜设计，输入孔径数据时，应选择正确答案：Entrance Pupil Diameter40、一激光扩束器应主要校正的像差是正确答案：球差41、单个折射球面的三对无球差点位置是[x][y][z]x 的正确答案：球心处y 的正确答案：顶点处z 的正确答案：齐明点42、一双胶合透镜光焦度为正，在透镜组中的正透镜采用[x]玻璃，透镜组中的负透镜采用[y] 玻璃。
光学设计cad答案(三)
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.r n n n L '+= B. r n n n L ''+= C. r n n n L '-= D. r n n n L ''-= 5．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.λ21 B. λ31 C. λ41 D. λ51 7．对于目视光学系统，介质材料的阿贝常数定义为 ( )。
A.C F D D n n 1n --=νB. C F D D n n 1n ++=νC. C F D D n n 1n -+=νD. CF D D n n 1n +-=ν 8．9K 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. Angle （Deg ）B. Object HeightC. Paraxial Image HeightD. 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 ( )。
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 ( )。
光学通关答案
解得
由几何关系得
由几何关系可知
解得
卡尺上的C点发出的光，经过平面镜的下边界反射从P点射向液面，可以被人观察到，C点得
平面镜人能够观察到米尺的刻度范围为24cm∼48cm。
光线2再传播到底部介面时入射角
i3= 30°
光线2对介质II的全反射临界角为
所以不会发生全反射．再由折射定律得
r3= 60°
设光线2射出后交y轴于P点
所以所求的距离
（2）由于蓝光的折射率大于红光的折射率，再由（2）中的相关规律可得，光线的偏折程度更大，则d比上面结果小．
【点睛】本题其实是光的色散问题，考查光的折射定律的应用；解题的关键是正确作出光路图，运用几何知识辅助分析；注意频率越大的光在介质中的折射率也越大.
180°-75°-15°=90°
所以底面透光部分的弧长为
L′= ×2πR=
玻璃砖下表面有光线射出部分的面积
5．
【答案】①150°；②
【详解】①设球半径为R，球冠底面中心为O′，连接OO′，则OO′⊥AB。令∠OAO′＝α，有
即
α＝30°
由题意
MA⊥AB
所以
∠OAM＝60°
设图中N点为光线在球冠内底面上的反射点，所考虑的光线的光路图如图所示
由几何关系得， 与法线 夹角为60°，经BC边反射后光线与OD夹角为 ，由折射定律
解得
（2）由于折射率 ，可知到达E点的光线发生全反射。射到 点的光线在玻璃砖中的光路如上图所示。
由几何关系可知，其在 中的光程总长为 ，而在半圆形部分的光程长为 。光在玻璃砖中的传播速度为
因此在玻璃砖中的总传播时间为
7．
解得
∠ENO＝30°
于是∠ENO为反射角，ON为反射光线。这一反射光线经球面再次折射后不改变方向。所以，经一次反射后射出玻璃球冠的光线相对于入射光线的偏角β为
光学作图印刷版 - 答案
透镜成像规律作图1，画图做出物体A、B的像2, 画图做出物体C、D的像物体位于2倍焦距外时成_倒立__、___缩小__、_实_像。
应用__照相机___3, 画图做出物体AB的像若AB位置不动。
将透镜在原位置稍稍向上移动一点，AB的像会向__上___移动。
4,物体位于焦点以内时成_正立_、_放大_、_虚__像。
应用__放大镜___物体位于焦点以内向透镜靠近时，所成__虚___像越来越__小___。
越靠近焦点，像越___大___此透镜组合的应用是__显微镜__，所成的像是_倒立__、__放大__、_虚___像。
6, 画图做出物体AB 经过两个凸透镜1和2所成的像 如果凸透镜1作为物镜，AB 经过透镜1成__倒立__、_缩小___、___实___像。
如果凸透镜2作为目镜，经过透镜2所成的是__正立__、__放大__、_虚__像。
此透镜组合的应用是__望远镜__，所成的像是_倒立__、_缩小_、_虚__像。
光的折射作图训练1．完成下列关于透镜的光路：2．发光点S 发出一束光投射到水面上，其中一条光线反射后经过A 点，请作出入射光线、反射光线和大致的折射光线3．处于主光轴上的物体AB 经凸透镜后在光屏上成的像A'B'，请你根据图中所给的条件画出凸透镜，并确定焦点F 的位置.4．画出下列各图中光线经过玻璃砖的光路5．下列两透镜组合中都有一个焦距是重合的，请画出经过两透镜的光路。
AS1.眼睛看到从平面镜反射来的光线如图所示，在图中确定入射光线，并标出入射角。
2.如图是一条入射光线及其经过平面镜反射后的反射光线，试做出平面镜的位置。
3.平面镜前有一点光源s ，做出一条从光源s 射出的光线，使它经平面镜反射后，恰好经过A 点。
SA4.如图S 是发光点，S ’是S 在平面镜中的像，l 是射向平面镜的一条入射光线，在图中画出平面镜的位置和l 的反射光线。
S’S5.如图所示的两条反射光线是同一发光点S 发出的光经平面镜反射后形成的，请你画出发光点S 的位置。
光学教程答案(第二章)
1. 单色平面光照射到一小圆孔上，将其波面分成半波带。
求第к个带的半径。
若极点到观察点的距离r 0为1m ，单色光波长为450nm ，求此时第一半波带的半径。
解：2022rr k k +=ρ 而20λkr r k +=20λk r r k =-20202λρk r r k =-+将上式两边平方，得422020202λλρk kr r r k++=+ 略去22λk 项，则 λρ0kr k=将cm104500cm,100,1-80⨯===λr k 带入上式，得cm 067.0=ρ2. 平行单色光从左向右垂直射到一个有圆形小孔的屏上，设此孔可以像照相机光圈那样改变大小。
问：（1）小孔半径满足什么条件时，才能使得此小孔右侧轴线上距小空孔中心4m 的P 点的光强分别得到极大值和极小值；（2）P 点最亮时，小孔直径应为多大？设此时的波长为500nm 。
解：（1）根据上题结论ρρ0kr k =将cm105cm,400-50⨯==λr 代入，得cm 1414.01054005k k k =⨯⨯=-ρ 当k 为奇数时，P 点为极大值； k 为偶数时，P 点为极小值。
（2）P 点最亮时，小孔的直径为 cm2828.02201==λρr3．波长为500nm 的单色点光源离光阑1m ，光阑上有一个内外半径分别为0.5mm 和1mm 的透光圆环，接收点P 离光阑1m ，求P 点的光强I 与没有光阑时的光强度I 0之比。
解：根据题意m 1=R 500nmmm 1R mm 5.0R m 121hk hk 0====λr有光阑时，由公式⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=R r R R r r R R k h h 11)(02002λλ得11000110001105005.011620211=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-R r R k hk λ4100011000110500111620222=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-R r R k hk λ按圆孔里面套一个小圆屏幕()13221312121212121a a a a a a a a p =+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+=没有光阑时210a a =所以 42/211200=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=a a a a I I p4．波长为632.8nm 的平行光射向直径为2.76mm 的圆孔，与孔相距1m 处放一屏。
工程光学第二版答案
第一章1.略2.略1、答：设屏到针孔的初始距离为x ，因为光在均匀介质中沿直线传播，所以根据三角形相似可得：3、一物体经针孔相机在 屏上成一60mm 大小的像，若将屏拉远50mm ，则像的大小变为70mm,求屏到针孔的初始距离。
解：在同种均匀介质空间中光线直线传播，如果选定经过节点的光线则方向不变，令屏到针孔的初始距离为x ，则可以根据三角形相似得出：所以x=300mm即屏到针孔的初始距离为300mm 。
4、一厚度为200mm 的平行平板玻璃（设n =1.5），下面放一直径为1mm 的金属片。
若在玻璃板上盖一圆形的纸片，要求在玻璃板上方任何方向上都看不到该金属片，问纸片的最小直径应为多少？2211sin sin I n I n = 66666.01sin 22==n I745356.066666.01cos 22=-=I88.178745356.066666.0*200*2002===tgI xmm x L 77.35812=+=1mmI 1=90︒n 1 n 2200mmL I 2 x8、.光纤芯的折射率为1n ，包层的折射率为2n ，光纤所在介质的折射率为0n ，求光纤的数值孔径（即10sin I n ，其中1I 为光在光纤内能以全反射方式传播时在入射端面的最大入射角）。
解：位于光纤入射端面，满足由空气入射到光纤芯中，应用折射定律则有： n 0sinI 1=n 2sinI 2 (1)而当光束由光纤芯入射到包层的时候满足全反射，使得光束可以在光纤内传播，则有：(2)由（1）式和（2）式联立得到n 0 .16、一束平行细光束入射到一半径r=30mm 、折射率n=1.5的玻璃球上，求其会聚点的位置。
如果在凸面镀反射膜，其会聚点应在何处？如果在凹面镀反射膜，则反射光束在玻璃中的会聚点又在何处？反射光束经前表面折射后，会聚点又在何处？说明各会聚点的虚实。
解：该题可以应用单个折射面的高斯公式来解决，设凸面为第一面，凹面为第二面。
光学设计CAD习题
2012－2013学年第２学期 光学设计CAD 例题与习题一 、光学设计CAD 例题例题１：设计一个用于目视仪器f '=60mm ,D/f ’=0.25 ,2ω=6°的单透镜，要求分别采用自行设计和从透镜库中选择两种方法设计。
例题2：已知一He-Ne Laser 用双透镜的技术参数等见下表，工作在0.6328 μm ，用OSLO 完成这一系统的设计，要求：定义系统名称为“He -Ne f/2 doublet focusing lens”，透镜文件名为“lasrdb1.len” ，并画出光路图。
例题3：在双透镜lasrdb1最后镜面的5mm 处，增加一个棱镜其孔径为15mm ，在棱镜后10mm处增加一个平面反射镜（如下图）。
例4：透镜Triplet with -1 magnification 的绘图。
（P64） 例5．拋物镜面的绘图。
（P67）例题6：对「demotrip.len 」档案的作修正，使 magnification=-0.5 ；Gaussian image height=25 ；Object N.A.=0.5，并显示近轴光线追迹结果。
（P72） 例7：在demotrip.lens 加上一个10*10方形孔径阑。
（P80）例题8：设计一10倍的消色差物镜。
光学特性：β＝－10 ，f ′＝17mm ，NA=0.25,2Y=1.8mm ， L ＝195mm 。
其初始结构参数见下表,要求：（1）建立镜头文件，并画出成像光路；（2）进行近轴光线追迹，算出近轴常数；（3）用像差系数优化系统；（4）进行像质评价，比较优化前后的几何像差和MTF.例题9：设计一双胶合望远物镜，性能指标为：D/f’=1/4 ，f '=120mm，2ω=8°，厚度小于11mm，斑点尺寸小于0.01mm。
要求入瞳与物镜重合，校正位置色差，球差和慧差。
且：（1）最大剩余球差符合像差容限要求；（2）全视场时斑点尺寸小于0.05mm；（3）0.7视场，空间频率20lp/mm时的MTF>0.2。
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光学系统设计(二)
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．当入瞳在单个折射球面（0>r ）的球心右侧时，产生子午彗差是 ( )。
A.正值 B .负值 C.零 D.无法判断
2．假定物位于有限距离处，大小为-y ，当入瞳在单正透镜的左侧时，产生畸变的是 ( )。
A.正值 B .负值 C.零 D.无法判断
3．下列各条件中，描述垂轴小线段完善成像的条件是 ( )。
A.正弦条件
B. 余弦条件
C. 等晕条件
D. 赫歇尔条件
4．边缘光和近轴光色差之差称为 ( ) 。
A.球差
B. 位置色差
C. 二级光谱
D. 色球差
5．下列像差中需要校正二级光谱的是 ( )。
A.低倍显微物镜
B.长焦距平行光管物镜
C.望远物镜
D.照相物镜
6．对于密接双薄透镜系统，要消除二级光谱，两透镜介质应满足 ( )。
A.相对色散相同，阿贝常数相差较小
B.相对色散相同，阿贝常数相差较大
C.相对色散相差较大，阿贝常数相同
D.相对色散相差较小，阿贝常数相同
7．对于球面反射镜，其初级球差表达公式为 ( )。
A.ϕδ2h 81L ='
B. ϕδ2h 81L -='
C. ϕδ2h 41L ='
D. ϕδ2h 4
1L -=' 8．下列光学系统中属于大视场大孔径的光学系统是 ( )。
A.显微物镜
B.望远物镜
C.目镜
D. 照相物镜
9．场曲之差称为 ( )。
A.球差
B. 彗差
C. 像散
D. 色差
10．初级球差与视场无关，与孔径的平方成 ( )。
A.正比关系
B.反比关系
C.倒数关系
D.相反数关系
11．场镜除产生场曲外，还会产生 ( )。
A.球差
B.彗差
C.像散
D.畸变
12．普通的正透镜产生的场曲值为 ( )。
A.正值
B.负值
C.零
D.无法判断
13．弯月形厚透镜的介质折射率为1.5，若要自身消除色差，1r 与2r 的差值应满足 ( )。
A. 76d .0r r 21=-
B. 56d .0r r 21=-
C. 38d .0r r 21=-
D. 47d .0r r 21=-
14．求得波像差的参考点是 ( )。
A.折射面球心
B.折射面顶点
C.高斯像点
D.最佳离焦像点
15．对仅包含初级和二级球差的光学系统校正了边缘光球差后，其最佳焦点位置( )。
A. 在高斯像点7h .0L 41'δ处
B. 在高斯像点7h .0L 43'δ处
C. 在高斯像点7h .0L 41'-δ处
D. 在高斯像点7h .0L 4
3'-δ处 16．与子午平面相互垂直的平面叫作 ( )。
A.弧矢平面
B.高斯像面
C.离焦平面
D.主平面
17．在五种初级单色像差中，与孔径和视场均有关系的像差为 ( )。
A.球差
B.彗差
C.像散和场曲
D.畸变
18．平面反射镜不产生 ( )。
A.球差
B.彗差
C.色差
D.任何像差
19．在ZEMAX 软件中，点列图的图标缩写为 ( )。
A. spt
B.MTF
C.wav
D.fie
20．相对孔径的倒数是F 数，其表达公式为 ( )。
A. /D f 2'
B. f D/'
C. /D f '
D. f D/2' 20 分）
四、简答题（本大题共 6 小题。
每小题 5 分，共30 分）
38．若弧矢彗差0='S
K ，是否满足等晕成像？若此时0='L δ，是否满足正弦条件？ 为什么？
答：1）满足等晕成像，由于0y
K C S s =''='，无正弦差，满足等晕条件； 2）满足正弦条件，若此时0='L δ，则U sin y n nysinU '''=，满足正弦条件。
39．什么是二级光谱？对F 光和C 光校正系统色差后，相对于D 光，其二级光谱与焦距有何关系？
答：1）当在带孔径对F 光和C 光校正了位置色差，它们和光轴的公共交点并不和D 光带孔径光线和光轴的交点重合，其偏差称为二级光谱。
2）f L FCD
'='∆00052.0 40．场镜可产生哪些初级像差？简述平面反射镜的像差特性？
答：场镜可校正场曲和畸变；平面反射镜不产生任何像差。
41. 一同心弯月镜在空气中，其前后节点在那？其前后主点在哪？
答：其前后节点及主点均在其两个面的公共球心处。
42. 对于只包含初级和二级球差的光学系统，当对边缘孔径校正了球差之后，其最佳焦点位置在何处？
答：其最佳焦点位置在707.04
3L 'δ处。
43. 试写出五种初级像差的赛得和数的表达公式。
答：∑∑-''-=))((u i i i luni S I ∑∑=)/(i i S S z I II
∑∑∑==2)/(i i S i i S S z I z II III )/()(2r n n n n J S IV '-'=∑∑
)/()(i i S S S z IV III V ∑∑+=
五、计算题（每题10分，共20分）
44. 设计一个mm f 100'=的双胶合物镜。
选用9K （1.64,5163.100==νn ）和7F （36.35,636.100==νn ）玻璃制作，使色差为零。
问：（1）正透镜用何种玻璃；负透镜用何种玻璃？（2）正负透镜的光焦度各应多少？（3）物镜二级光谱有多大？（4）若21r r -=，求三个面曲率半径。
解：（1）正透镜用冕牌玻璃，负透镜用火石玻璃。
（2）023.02
11
1=Φ-=Φγγγ
0123.02122-=Φ--=Φγγγ （3）物镜二级光谱为：mm f 052.000052.0='
（4）依据公式))(1(21ρρ--=Φn ，可求得mm r r 82.4321=-=，mm r 3.2873= 评分标准：第一问中每个答案正确各得1分，第二问中每个公式正确各得1分，结果正确各得1分，第三问答案正确得1分，第四问每半径结果正确各得1分。
45.1) 如果一个光学系统的初级子午彗差等于焦宽（u n '
'λ），则II ∑S 应等于多少? 2) 如果一个光学系统的初级球差等于焦深（2
u n ''λ），则I ∑S 应等于多少? 解：由u n S u n K II T '
'=''-='∑λ23可知： =∑II S λ32- 由22
21u n S u n L I ''=''-='∑λδ可知：λ2-=∑I S 评分标准：第一问与第二问中每个公式正确各得3分，结果正确各得2分。