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.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。