光学设计试题

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光学设计笔试题目及答案

光学设计笔试题目及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 光学设计中，透镜的焦距指的是（）。

A. 透镜中心到成像平面的距离B. 透镜中心到焦点的距离C. 透镜边缘到成像平面的距离D. 透镜边缘到焦点的距离答案：B2. 以下哪个参数不是描述透镜性能的主要参数？（）A. 焦距B. 口径C. 重量D. 材料答案：C3. 在光学设计中，色差是指（）。

A. 透镜的重量B. 透镜的厚度C. 不同波长的光经过透镜后成像位置不同D. 透镜的折射率答案：C4. 以下哪个不是光学设计中的像差类型？（）A. 球差B. 色差C. 像散D. 折射率答案：D5. 光学设计软件通常用于（）。

A. 计算透镜的重量B. 模拟光学系统的成像质量C. 测量透镜的折射率D. 制造透镜答案：B二、填空题（每题2分，共10分）1. 光学设计中的像差包括球差、色差、______、______等。

答案：像散、场曲2. 光学设计中，透镜的______是指透镜对光线的聚焦能力。

答案：焦距3. 光学设计软件通常包括______、______、优化算法等功能。

答案：光线追迹、光学系统建模4. 在光学设计中，______是指透镜对不同波长光的折射能力不同，导致成像质量下降。

答案：色差5. 光学设计中，______是指透镜对光线的汇聚或发散作用。

答案：折射三、简答题（每题5分，共20分）1. 简述光学设计中像差产生的原因及其对成像质量的影响。

答案：像差产生的原因主要是由于透镜对不同波长的光折射能力不同，以及透镜形状的非完美性。

像差会导致成像模糊、颜色分离、边缘模糊等问题，从而影响成像质量。

2. 在光学设计中，如何减少色差？答案：减少色差可以通过使用不同折射率的透镜材料、使用非球面透镜、采用复合透镜组等方式来实现。

3. 光学设计软件在设计过程中扮演什么角色？答案：光学设计软件在设计过程中扮演着模拟、分析和优化光学系统的角色，它可以帮助设计师预测和评估光学系统的性能，从而指导实际的光学系统设计。

灯具光学设计与光效评价考核试卷

A.光通量
B.照度
C.显色性
D.发光效率
5.以下哪些灯具设计可以提高光效？（）
A.使用高反射率的材料
B.采用光学透镜
C.优化光源布局
D.增加光源数量
6.关于光通量，以下哪些描述是正确的？（）
A.是光源发出的光功率
B.与光源的亮度和距离无关
C.是衡量光源光能力大小的指标
D.与光源的色温有关
7.以下哪些光源适合用于室外照明？（）
4.照度的单位是______，它表示单位面积上的光照强度。
5.光效是指光源发出的光通量与消耗的______之比。
6.优化光学设计可以减少______，提高灯具的光效。
7.在光学设计中，采用高反射率的材料可以增加______的利用率。
8.灯具的配光曲线可以反映光源在______方向上的光强分布。
9.为了防止眩光，灯具设计时可以采用______或者调整光源的安装位置。
A.发光二极管
B.钨丝灯泡
C.高压钠灯
D.荧光灯
15.以下哪些灯具设计可以减少光损失？（）
A.密闭式灯具
B.使用高反射材料
C.优化光源布局
D.增加灯具大小
16.以下哪些场合适合使用显色性好的光源？（）
A.化妆间
B.商场
C.办公室
D.道路照明
17.以下哪些因素影响灯具的照度分布？（）
A.灯具的安装高度
5.高压钠灯适用于需要高显色性的场合。（）
6.光源的光谱分布对光的显色性有直接影响。（）
7.眩光是由过亮的光源直接照射到人眼造成的。（）
8.在光学设计中，光源的色温越高，光效越好。（）
9.所有灯具设计都应考虑散热问题，以防止光源寿命缩短。（）

光学工程设计题

1、设计一套测量材料透过率的光电测试自动装置，要求消除光源的不稳定性因素的影响。

⑴绘出工作原理图。

⑵绘出原理框图。

⑶说明工作原理。

答：⑴工作原理图⑵原理框图⑶说明工作原理：①在装上被测样品4之前，光屏处于最大吸收位置，并使二通道的输出光通量相等，处于平衡状态。

②当插入被测样品之后，测量通道的光通量减少。

此时若移动光屏改变透过率值使光屏上透过增大恰好等于被测样品的吸收值，这就可以使二个通道重新达到平衡。

③光屏的移动由与之相连的指针机构9显示，指针的位置和不同被测样品的透过率相对应。

④这样，光屏或指针的位置就是被测透过率的量度值，并在二通道的输出光通量相等时读出。

2、主动红外报警电路如图所示，分析它的工作原理？答：当光信号被阻挡时，光敏三极管处于截止状态，光敏三极管的集电极为高电平，即三极管基极为高电平，三极管饱和导通，三极管的集电极为低电平，驱动继电器J工作，使开关闭合，电路形成回路，晶闸管控制端有效，晶闸管导通，报警器正常工作。

S为复位键。

当有光信号时，光敏三极管处于导通状态，光敏三极管的集电极为低电平，即三极管基极为低电平，三极管截止，三极管的集电极为高电平，驱动继电器不工作，开关保持断开状态，晶闸管控制端无效，报警器不工作。

3、照明灯的光控原理图如图所示，分析工作原理。

答：二极管D和电容C组成半波整流滤波电路，为光电控制电路提供直流电源；电阻R、光敏电阻和继电器绕组组成测光与控制电路；继电器常闭触头构成执行电路，它控制照明灯的开关。

光敏电阻在有强光照时（白天），电阻值降低，通过光敏电阻的电流增大，继电器工作，常闭触头断开，路灯熄灭。

当弱光照时，光敏电阻的电阻值很大，电路中的电流很小，而不足以驱动继电器工作，常闭触头保持，路灯点亮。

4、设计一台有合作目标的光电测距装置。

说明工作原理。

相位式测距半导体激光器作辐射源A ，若在激光器供电电路中外加谐波电压U 0就能得到接近正弦的辐射光波，其初始相位和激励电压U 0相同。

光学设计期末考试题及答案

光学设计期末考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光学设计中，用于描述光束聚焦能力的参数是（）。

A. 焦距B. 光斑直径C. 光束质量D. 光束发散角2. 以下哪个不是光学系统的基本特性？（）A. 分辨率B. 放大倍数C. 色差D. 重量3. 在光学系统中，色差的类型不包括（）。

A. 球面色差B. 色差C. 色差D. 色差4. 光学系统中，为了校正色差，通常采用的光学元件是（）。

A. 透镜B. 反射镜C. 棱镜D. 滤光片5. 光学系统中，用于校正球面像差的常用方法是（）。

A. 使用非球面透镜C. 使用滤光片D. 使用棱镜6. 在光学设计中，用于描述成像质量的参数是（）。

A. 分辨率B. 放大倍数C. 色差D. 焦距7. 光学设计中，用于计算光学系统的像差的方法是（）。

A. 几何光学法B. 波动光学法C. 干涉光学法D. 衍射光学法8. 以下哪个不是光学设计软件的名称？（）A. ZemaxB. Code VC. MATLABD. Photoshop9. 光学设计中，用于描述光学系统成像能力的参数是（）。

A. 分辨率B. 放大倍数C. 色差D. 焦距10. 光学系统中，用于校正畸变的常用方法是（）。

A. 使用非球面透镜B. 使用反射镜D. 使用棱镜二、填空题（每空2分，共20分）11. 光学设计中，焦距是指从____到____的距离。

12. 光学系统中，色差的类型包括____和____。

13. 光学设计中，分辨率是指光学系统能够分辨的____。

14. 光学设计软件Zemax主要用于____。

15. 光学系统中，畸变是指成像时____和____的不一致。

16. 光学设计中，放大倍数是指成像系统成像的____与____的比值。

17. 光学设计中，非球面透镜主要用于校正____。

18. 光学设计软件Code V主要用于____。

19. 光学设计中，干涉光学法用于计算光学系统的____。

20. 光学系统中，衍射光学法用于研究光的____。

玻璃光学镜头设计与制造考核试卷

10.在光学镜头的设计中，_______是一种常用的光学设计软件，可以模拟和分析光学系统的性能。（）
四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）
1.光学镜头的焦距越长，视场角越大。（）
2.凸透镜对光线具有发散作用，凹透镜对光线具有会聚作用。（）
3.光学镜头的透光率越高，其成像质量越好。（）
A.镀膜可以增加镜头的透光率
B.镀膜会降低镜头的透光率
C.镀膜对镜头的透光率没有影响
D.镀膜仅用于装饰
7.在光学镜头设计中，以下哪种像差必须通过组合透镜来纠正？（）
A.球面像差
B.彩色像差
C.畸变
D.暗角
8.以下哪种镜头具有较小的视场角？（）
A.焦距为35mm的镜头
B.焦距为50mm的镜头
C.焦距为85mm的镜头
13.以下哪些镜头适用于长焦拍摄？（）
A.焦距为100mm的镜头
B.焦距为200mm的镜头
C.焦距为50mm的镜头
D.焦距为35mm的镜头
14.以下哪些方法可以用于光学镜头的清洁？（）
A.使用专用的镜头清洁剂
B.使用柔软的镜头纸
C.使用吹风球吹去灰尘
D.使用酒精擦拭
15.以下哪些光学元件在镜头设计中起到重要作用？（）
2.光圈
3.抗反射
4.非球面
5.分辨率
6.深度
7.逆焦距
8.干涉仪
9.偏差
10. Zemax
四、判断题
1. ×
2. ×
3. ×
4. √
5. √
6. ×
7. √
8. ×
9. ×
10. ×
五、主观题（参考）
1.设计步骤：需求分析、初步设计、详细设计、模拟优化、样品测试。考虑因素：成像质量、视场角、焦距、光圈、体积、重量等。

光学试卷打印

一、填空1、光的折射定律（1）（2）2、发生全反射的条件为（1）（2）3、费马原理4、用垂轴放大率判断物、像虚实关系方法：当β>0时 β<0时5、物、像位置相对于光学系统的来确定的称为牛顿公式，相对于光学系统的来确定的称为高斯公式，如已知光学系统的物、像方的介质折射率分别为n 及n`，则理想光学系统中两焦距间的关系为6、光学系统的垂轴放大率β、轴向放大率α及角放大率γ之间的关系为7、一光学系统由焦距分别为：`,`,2211f f f f 和的两光组组成，两光组间光学间隔为∆=21`F F ，则组合系统的物、像方焦距分别为8、平面反射镜成像的垂轴放大率为，物像位置关系为，如果反射镜转过α角，则反射光线方向改变9、限制进入光学系统的成像光束口径的光阑称为，限制成像范围的光阑称为，经前面光组在光学系统物空间所成像称为，经后面光组在光学系统的像空间所成的像称为，主光线是指过中心的光线10、单色光成像会产生性质不同的五种像差，分别为，白光产生的色差有两种，即1、厦门大学《工程光学》课程试卷物理与机电学院机电系三年级测控/机电专业主考教师：张建寰试卷类型：（试卷）二、计算题1、一厚度为200mm 的平行平板玻璃，n=1.5，其下面放一直径为1mm 的金属片，若在玻璃板上盖一圆形纸片，要求在玻璃上方任何方向上都看不到该金属片，问纸片最小直径为多少？2、一束平行光束入射到一半径为r=30mm ，折射率n=1.5的玻璃球上，球的一半镀反射层，光从未镀侧入射，求平行光束的会聚点位置，并判断像的虚实。

3、一光学系统由两薄透镜组组成，焦距分别为mm d mm f mm f 350,50,10021===，一物位于离第一透镜250mm 处，求光学系统所成像位置及垂轴放大率。

4、如图所示的光学测微系统，光学透镜的焦距为`f ，当聚焦光斑在标尺上刻度为y 时，试推导其测量微小角位移原理。

光学工程基础考试试题

光学工程基础考试试题
1. （10分）请简要描述光学工程的定义和应用领域。

2. （15分）请解释以下术语：
a) 反射率
b) 折射率
c) 散射
d) 光程差
e) 像差
3. （20分）光学薄膜是光学器件中的重要组成部分。

请简要说明光学薄膜的制备方法，并列举几种常见的光学薄膜材料及其应用。

4. （25分）请解释以下光学元件的工作原理和应用：
a) 凸透镜
b) 平面镜
c) 光栅
d) 偏振器
e) 相位调制器
5. （15分）在光学传输中，有时会遇到衍射现象。

请简述衍射的基本原理，并说明它在光学工程中的应用。

6. （15分）请解释光学干涉的基本原理，并提供一个实际应用的例子。

7. （约300字）请简要概述光学系统设计的基本步骤和方法，以及需要考虑的关键因素。

8. （约500字）请结合实际案例，描述光学工程在现代科技中的重要应用，并讨论其对社会进步和发展的影响。

考试结束。

（注意：本试卷共计3000字，每题总分均已标明。

请在规定时间内完成试题，准备好交卷。

祝你好运！）。

光学方向综合考试试卷含答案(A卷)

光学方向综合考试试卷含答案（A卷）一、填空题（共15分，每空1分）1、LED的自发性的发光是由（电子）和（空穴）复合而产生的；2、获得白光LED的两个途径：（荧光粉转换白光LED）和（多芯片混合发出白光）；3、常规照明灯具的布置可分为（单侧布置）、（双侧交错布置）、（双侧对称布置）、（中心对称布置）和（横向悬索布置）等五种基本方式；4、光是电磁波的一种,人的肉眼能见到的光的范围是（ 380 ）nm到（ 760 ）nm.5、LED的英文全名（ light emitting diode ）6、大功率LED光源散热基板包括（金属基散热）与（陶瓷散热基板）两种7、不为专门目的设计的灯具称为（通用）灯具。

二、选择题（共15分，每题3分）1、二次光学设计目前主要分为（ A ）、（ B ）以及（ C ）等几种方式A、散射式B、聚光式C、两者混合式D、全反射式2、灯具出口平均亮度≤20×103cd/m2，直接眩光限制等级为Ⅱ级，直接开敞型灯具的最小遮光角应为（ A ）。

A. 10°B. 15°C. 20°D. 25°3、GBJ133—1990《民用建筑照明设计标准》规定，直接眩光限制质量等级可按眩光程度分为（ B ）。

A. 二级B. 三级C. 四级D. 五级4、GB 50034—1992《工业企业照明设计标准》中，工作场所作业面上的照度标准值按（B ）确定。

A. 工作要求B. 视觉作业特性及分级C. 甲方要求D. 视觉作业特性。

9、相同发光效率的白炽灯和LED灯,在点亮的情况下,LED灯要比白炽灯节能( D )A:30% B:50% C:70% D:80%10、LED作为汽车的刹车灯是因为 ( C )A:体积小 B:色彩鲜艳 C:反应速度快 D:省电11、以下哪种不是发光二极管的优点 ( B )A:体积小 B:色彩丰富 C:节能 D:单颗亮度高三、判断题（共10分，每题1分）1、眼睛肿的杆状细胞不能区别颜色；（ √ ）2、人们工作状态不受照明条件的影响；（ × ）3、玻璃是一种在凝固时基本不结晶的无机熔融物；（ √ ）4、目前大功率LED 多采用表贴（SMT）的封装结构；（ √ ）5、N 型半导体则是掺杂了施主杂质的半导体材料；（ √ ）6、LED用的都是间接帯隙材料；（ × ）7、添加反光杯能从根本上解决折射式LED聚光效率低的问题；（ × ）8、色温越偏蓝，色温越高（冷），偏红则色温越低（暖）；（ √ ）9、在CIE图中，x代表蓝色，y代表绿色，z代表红色，且x＋y＋z＝1。

光学设计与光学系统考试试题

光学设计与光学系统考试试题一、选择题1. 光学系统的主要组成部分是：A. 光源、光学元件、光检测器B. 光源、光学元件、光束转换器C. 光源、光束转换器、光检测器D. 光源、光束转换器、光学元件2. 光学设计中，光学元件的主要功能是：A. 发光B. 收光C. 分光D. 合光3. 光学元件的表面质量通常使用以下参数来描述：A. 球差、像散、像差B. 发散角、收敛角、折射率C. 曲率、溶解度、透明度D. 平整度、波纹度、表面质量4. 光学系统的焦距与光线的角度关系可以用以下公式表示：A. f = 1 / (n-1)B. f = 1 / (n*sin(θ))C. f = n * (sin(θ))D. f = (n-1) / (α)5. 光线通过球面透镜的折射公式为：A. n1*sin(θ1) = n2*sin(θ2)B. n1*sin(θ1) = n2*sin(θ2) + dC. n1*cos(θ1) = n2*cos(θ2)D. n1*cos(θ1) = n2*cos(θ2) + d二、填空题1. 设平行光束垂直入射到折射率为1.5的透镜上，透镜的曲率半径为10 cm，则透镜的焦距为_________。

2. 双凸透镜的两个球面的曲率半径为R1和R2，透镜的折射率为n，透镜的焦距与两个球面的曲率半径满足以下关系：_________。

三、计算题1. 设在光学系统中，光线由折射率为1.52的介质入射到折射率为1.36的介质中，入射角为30°，求折射角。

2. 设凸透镜的焦距为20 cm，物距为40 cm，求像距和放大率。

四、综合题1. 现有一具有两个球面的双凹透镜，其中一个球面的曲率半径为20 cm，另一个球面的曲率半径为30 cm。

透镜的折射率为1.5。

请计算该透镜的焦距，并给出该透镜的光路图。

2. 利用光学设计软件，设计一个具有折射率为1.5的透镜系统，要求透镜系统的焦距为50 cm，且系统的物距为30 cm。

光学设计简答题习题详解

当实物在距透镜组200mm以远时，圆形光孔为入瞳；距透镜组200mm以近时，透镜组为入瞳。当物在无穷远时，圆形光孔为入瞳，透镜组为渐晕光阑。无渐晕半渐晕
h1 = l1u1 = −35 × (−0.5) = 17.5
h2 = l2 ' u 2 ' = 65 × 0.1 = 60.22 d
已知并有于是所以
lF ' =
h2 = 400 故 h2 = 40 u2 '
H’
H1 H1’ H2 H2’ L
F’ lF’
d = L − l F = 700 − 400 = 300
u1 ' = h1 − h2 100 − 40 = = 0. 2 d 300
) f 2 ' = 198.7469 ⇒ β 2 = 1.99582 β2 l2 ' = (1 − β 2 ) f 2 ' = (1 − 1.99582) × (−400) = 398.328
156
r = −7.8, n = 4 / 3, n' = 1 l ' = −3.6,2 y ' = 4 1 4 / 3 1− 4 / 3 n' n n'− n − = ⇒ − = l' l r l' l − 7.8 ∴ l = −4.16(mm) 1× (−4.16) n' l 2y = • 2 y' = × 4 = 3.47(mm) 4 / 3 × (−3.6) nl '
h1 = 0.1 f'
观察有限距离物时，第二透镜的物位置变了，但像的位置不变，为已知共轭距求透镜位置的情况原始焦面位置：可求得 l2 ' = 400mm 到第一透镜的距离400+300=700mm 对第一透镜 l1 = −200, ⇒ l1 ' = 501.2531( mm) 第二透镜共轭距=700-501.253=198.7469mm

光学设计试题

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，请将苴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 ）0A.弧矢平面B.子午平而C.焦平面D.像平而2.共轴球而系统中，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3.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4.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5.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6.下而各像差中能在像而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7.不会影响成像淸晰度的像差是（C ）。

A.二级光谱B.彗差C.畸变D.像散8.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C.目镜D.照相物镜9.正弦差属于小视场的（B ）。

A.球差B.彗差C.畸变D.色差10.初级子午彗差和初级弧矢彗差之间的比值为（A ）。

A.3： 1B.4： 1C.5： 1D.2： 111.下列光学元件中，任何情况下都不会产生场曲的是（B ）0A.厚凸透镜B.平行平板C.球而反射镜D.不晕:透镜12.下而光学元件中不产生色差的是（A ）。

A.球而反射镜B.薄凸透镜C.薄场镜D.薄双胶合物镜13.薄双胶合物镜置于球而反射镜球心，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. 014.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 ）。

玻璃光学仪器的光学系统设计考核试卷

B.反射镜
C.棱镜
D.滤光片
5.下列哪种像差是由于光线通过透镜时速度不同引起的？（）
A.球面像差
B.彗差
C.色差
D.畸变
6.在光学设计中，下列哪个参数与光学系统的视场角无关？（）
A.入瞳直径
B.焦距
C.焦平面
D.主光线
7.以下哪种玻璃具有最低的光学密度？（）
A.重火石玻璃
B.轻火石玻璃
C.硼硅玻璃
D.镁铝硅玻璃
1.光学系统的焦距越长，视场角越小。（）
2.球面镜不会引入球面像差。（）
3.在光学系统中，透镜的曲率半径越小，球面像差越大。（）
4.光学玻璃的折射率与色散成反比关系。（）
5.使用非球面透镜可以完全消除球面像差。（）
6.光学系统的分辨率仅与透镜的数值孔径有关。（）
7.在光学设计中，透镜的间距对系统的成像质量没有影响。（）
11.在光学系统中，以下哪个元件可以实现光线的发散？（）
A.凸透镜
B.凹透镜
C.凸面镜
D.凹面镜
12.以下哪个概念表示光学系统对物体细节的分辨能力？（）
A.视场角
B.焦距
C.分辨率
D.数值孔径
13.下列哪种像差是由于透镜形状不完美引起的？（）
A.球面像差
B.彗差
C.色差
D.畸变
14.以下哪种玻璃具有最高的透光率？（）
B.环境温度
C.玻璃的色散
D.镜头的加工精度
6.以下哪些参数与光学系统的视场大小有关？（）
A.焦距
B.视场角
C.数值孔径
D.光圈
7.在光学仪器中，以下哪些元件可以用来扩大视场？（）
A.凸透镜
B.凹透镜
C.凸面镜

光学系统设计(四)答案

光学系统设计（四）参考答案及评分标准20 分）二、填空题（本大题11小题。

每空1分，共20 分） 21.彗差、像散、畸变 22.圆、彗星 23. ∑''-='I2S u n 21L δ24.细光束像散25.位置色差、倍率色差 26.视场、孔径27.-20mm 、-13.26mm 或-13.257mm 、-33.36mm 或-33.3586mm 28.21221r r d n)1n ()r 1r 1)(1n (-+--=ϕ29.齐明透镜、球差 30.边缘、0.707 31.位置色差三、名词解释（本大题共5 小题。

每小题2 分，共 10 分）32．调制传递函数：由于光学系统像差及衍射等原因，会造成像的对比度低于物的对比度。

将像的对比度与物的对比度的比值，称之为调制传递函数。

评分标准：答对主要意思得2分。

33．赛得和数：赛得推导出仅有五种独立的初级像差，即以和数∑I S 、∑II S 、∑IIIS、∑IV S 、∑V S 分别表示初级球差、初级彗差、初级像散、初级场曲、初级畸变，统称为赛得和数。

评分标准：答对主要意思得2分。

34．出瞳距：光学系统最后一个面顶点到系统出瞳之间的距离，称为出瞳距。

评分标准：主要意思正确得2分。

35．像差容限：根据瑞利判断，当系统的最大波像差小于λ41时，认为系统像质是完善的，当系统满足这一要求时，各像差的最大允许值称为像差容限，又称像差允限。

评分标准：主要意思正确得2分。

36．复消色物镜：校正了系统二级光谱的物镜，称为复消色物镜。

评分标准：答对主要意思得2分。

四、简答题（本大题共 6 小题。

每小题 5 分，共30 分） 37．简述瑞利判断和斯托列尔准则，二者有什么关系？答：瑞利判断：实际波面与参考球面波之间的最大波像差不超过4/λ时，此波面可看作是无缺陷的。

斯托列尔准则：成像衍射斑中心亮度和不存在像差时衍射斑中心亮度之比8.0..≥D S 时，认为光学系统的成像质量是完善的。

光学设计期末考试试题题库

光学设计期末考试试题题库### 光学设计期末考试试题题库#### 一、选择题1. 光学设计中的“像差”是指：- A. 光线在不同介质中的折射率差异- B. 光线在聚焦时产生的偏差- C. 像的清晰度- D. 光线的强度2. 以下哪个不是光学系统的组成部分？- A. 物镜- B. 目镜- C. 光源- D. 探测器3. 光学设计中，焦距是指：- A. 从镜头到成像平面的距离- B. 从物体到镜头的距离- C. 从镜头到焦点的距离- D. 从焦点到成像平面的距离4. 光学系统中的球面像差是由于：- A. 镜头材料不均匀- B. 光线在不同介质中的折射率差异- C. 镜头形状不完美- D. 光线入射角度不同5. 光学设计中，色差是指：- A. 不同波长的光聚焦在不同位置- B. 光线在聚焦时产生的偏差- C. 像的清晰度- D. 光线的强度#### 二、简答题1. 简述光学设计中“光路”的概念及其重要性。

2. 解释什么是光学系统的“分辨率”以及影响分辨率的主要因素。

3. 描述光学系统中“光圈”的作用，并解释光圈大小对成像的影响。

4. 光学设计中，如何通过设计来减少或校正像差？5. 阐述光学系统中“视场”的概念及其在设计中的重要性。

#### 三、计算题1. 给定一个焦距为100mm的镜头，物体距离镜头200mm，求像的位置和大小。

2. 假设有一个光学系统，其物镜的焦距为f，目镜的焦距为f'，物体距离物镜为2f，求目镜处的像距和像的大小。

3. 一个光学系统在设计时需要校正色差，已知不同波长的光在空气中的折射率分别为n1和n2，镜头材料的折射率为n3，求校正色差所需的镜片组合。

#### 四、论述题1. 论述光学设计在现代科技领域中的应用及其重要性。

2. 描述光学设计过程中，如何平衡成本、性能和制造工艺之间的关系。

3. 讨论光学设计中，新型材料和技术的发展对设计方法和结果的影响。

#### 五、案例分析题1. 分析一个具体的光学设计案例，包括设计目标、设计过程、所面临的挑战以及解决方案。

光学工程师考试试卷

光学工程师考试试卷第一部分：单选题1. 下列哪个是光学工程师常用的光学设计软件？A. PhotoshopB. SolidWorksC. ZemaxD. AutoCAD2. 以下哪个是决定光学薄片厚度的最主要因素？A. 折射率B. 反射率C. 晶格常数D. 波长3. 光学中常用的衍射光栅的作用是什么？A. 调节入射光强度B. 改变光束的传播方向C. 分离不同波长的光D. 增强光的聚焦效果4. 光学透镜的焦距与曲率半径的关系是？A. 焦距与曲率半径成反比B. 焦距与曲率半径成正比C. 焦距与曲率半径无关D. 焦距与曲率半径正交5. 光学工程中常用的球面透镜的优点是？A. 制造方便B. 成像质量好C. 成本低廉D. 使用寿命长第二部分：填空题6. 光学薄片在偏振镜中起到________的作用。

7. 可见光波长范围是________nm到________nm。

8. 透射光的反射率和透射率之和始终应该等于_______。

9. 在光学设计中，像差主要包括球差、________和像差。

10. 调整光路时，经常使用的光学元器件是________。

第三部分：简答题11. 请简要描述光的折射现象。

12. 什么是光的衍射？举例说明。

13. 光学镜头的主要分类有哪些？分别适用于什么场合？14. 说明光学光路中常用的几种元器件及其作用。

15. 简要介绍一下光学薄膜涂层的用途和制备方法。

第四部分：计算题16. 球面镜的焦距计算公式是f=R/(n-1)，若一凸透镜的曲率半径为10cm，折射率为1.5，请计算该透镜的焦距是多少cm。

17. 一凸透镜的焦距为20mm，若物体离透镜的距离为30mm，请计算像的位置。

18. 一平行光线垂直入射到折射率为1.6的介质中，入射角为30°，求折射后的折射角。

第五部分：综合题19. 请结合实际案例，说明光学工程在军事、医疗、通信等领域的应用。

20. 以“照明设计”为题，设计一个合理的光学系统，包括光源、透镜等组成部分，并说明设计原理和效果。

光学设计考试题及答案

光学设计考试题及答案1. 光学设计中的基本概念- 什么是光学系统的焦距？- 简述光学系统的视场和视场角。

2. 光学系统的基本类型- 列举三种常见的光学系统类型，并简要说明其特点。

3. 光学设计中的参数- 解释什么是光学系统的光圈数和相对孔径。

- 描述焦距与视场角之间的关系。

4. 光学系统的成像质量评价- 什么是光学系统的分辨率？- 简述光学系统的色差和如何减少色差。

5. 光学设计中的像差分析- 列举并解释五种主要的像差类型。

- 描述如何通过光学设计减少像差。

6. 光学设计中的光学元件- 简述透镜和反射镜在光学设计中的作用。

- 解释什么是光学滤波器及其作用。

7. 光学系统的设计与优化- 描述光学系统设计的基本步骤。

- 简述如何使用计算机辅助设计（CAD）软件进行光学系统优化。

8. 现代光学设计技术- 简述衍射光学元件（DOE）的概念及其在光学设计中的应用。

- 描述自由曲面光学元件的优势和设计挑战。

答案1. 光学设计中的基本概念- 焦距是光学系统成像点到焦点的距离。

- 视场是光学系统能够观察到的区域，视场角是该区域的夹角。

2. 光学系统的基本类型- 望远镜、显微镜和相机镜头是三种常见的光学系统类型。

望远镜用于观察远距离物体，显微镜用于观察微小物体，相机镜头用于捕捉图像。

3. 光学设计中的参数- 光圈数是光学系统光圈直径与焦距的比值，相对孔径是光圈直径与焦距的比值。

- 焦距越短，视场角越大。

4. 光学系统的成像质量评价- 光学系统的分辨率是指系统能够区分两个相邻物体的最小距离。

- 色差是由于不同波长的光在光学系统中的折射率不同而产生的，可以通过使用消色差透镜来减少。

5. 光学设计中的像差分析- 主要的像差类型包括球面像差、色差、场曲、畸变和像散。

- 通过选择合适的光学元件组合和调整光学系统参数来减少像差。

6. 光学设计中的光学元件- 透镜用于聚焦或发散光线，反射镜用于改变光线的传播方向。

- 光学滤波器用于选择性地传输特定波长的光，用于改善成像质量或实现特定效果。

光学系统设计(三)答案

光学系统设计（三）参考答案及评分标准20 分）二、填空题（本大题11小题。

每空1分，共20 分） 21.-60mm 、1.5 22.2倍 23. 2y E '24.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评分标准：4个待选答案答出3个即可，每空大意正确得1分，共5分。

25.平行平板、等于26.畸变、球差、位置色差 27.028.-0.125、前、0.09375 29.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：对于单个折射球面，当物距满足r nn n L '+=时，像距为rn n n L ''+='，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y K C S S ''≈'。

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件称为余弦条件，其表达公式为C cos n cos n ='''-εηεη。

评分标准：答对主要意思得2分。

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。

玻璃光学仪器的光学设计考核试卷

B.凸透镜和凹透镜
C.凹透镜和凹透镜
D.任意组合
8.以下哪项不是玻璃光学仪器设计时需要考虑的因素？（）
A.环境温度
B.玻璃的膨胀系数
C.玻璃的化学稳定性
D.玻璃的颜色
9.下列哪种情况下，透镜的焦距不会发生改变？（）
A.更换透镜材料
B.改变透镜的曲率
C.改变透镜的直径
D.改变观测目标的位置
10.光学设计中的放大率是指：（）
A.光刻技术
B.精密研磨
C.注塑成型
D.激光加工
17.以下哪些透镜组合可以实现物体的放大成像？（）
A.凸透镜和凹透镜
B.两个凸透镜
C.两个凹透镜
D.凹透镜和凸透镜
18.以下哪些是透镜设计时需要考虑的环境因素？（）
A.温度变化
B.湿度变化
C.压力变化
D.磁场变化
19.以下哪些材料特性对玻璃光学仪器的设计至关重要？（）
5. B
6. C
7. B
8. D
9. D
10. A
11. C
12. A
13. C
14. B
15. C
16. A
17. D
18. D
19. A
20. C
二、多选题
1. ACD
2. ACD
3. ABCD
4. ABC
5. . BC
10. ABC
11. ABC
12. AB
7.光阑的开口大小决定了光学系统的视场角。（）
8.高折射率的透镜可以增加光学系统的放大率。（）
9.光学设计中的像差可以通过软件模拟和优化来预测和减少。（）
10.在所有光学材料中，石英玻璃的膨胀系数最小。（）

VR光学设计试题

VR光学设计试题1.全景图制作不包括下列哪一步（）。

（1分）A.图像拍摄B.图像合成C.图像拼接D.图像处理2.不管是虚拟现实VR还有后面增强现实AR和混合现实MR，它们对人机交互的要求最重要的两点就是（）。

（1分）A.触感、沉浸感B.意念、自然感触C.沉浸感、人机交互D.意识、沉浸3.超越高度（）发现了人类之所以能洞察立体空间，主要是由左右眼所看到的图像不同而产生的，这种现象被叫做双眼视差。

在19世纪三四十年代，有科学家利用双目视差原理发明出了可以看出立体画面的立体镜。

（1分）A.希腊数学家欧几里德EuclidB.美国发明家爱德文林克C.斯坦利·G·温鲍姆D.莫顿.海利西4.网络虚拟环境划分技术带来的最大效率来自与通过利用一个特定服务器的客户端间的（）降低中间服务器间的通信开销。

（1分）A.数据流B.数据包C.信息分时D.信息定位5.下面哪一种不是主流的空间定位技术（）。

（1分）A.inside-outB.outside-inC.inside-inD.Hololens6.以下（）参数用于控制Extrude(拉伸)物体的厚度。

（1分）A.AmountB.SegmentsC.CappingD.Output7.在标准几何体中，惟一没有高度的物体是（）。

（1分）A.BoxB.ConeC.PlaneD.Pyramid8.Glyph被设计成一个头戴式耳机的样式，平常的时候的确可以当成普通耳机来使用。

而将它往前翻下来，它就变成了VR头显--你能看到有两片透镜，来自低功率LED的光线会穿过它到达你的视网膜。

这其实就是（）。

（1分）A.视网膜技术B.大屏显示技术C.自动立体显示D.投影技术9.（）提供有关实体的动态位置，方向和结构的最高层次细节。

（1分）A.I/O通道B.中体通道C.全体通道D.刚体通道10.材质基本参数中通过三个颜色块来控制材质的颜色，下面属于材质基本参数颜色块的是（）。

（1分）A.Ambient（环境色）B.Reffection（反射色）C.Diffuse（漫反射）D.Specular（高光色）11.拍摄时需要用到接有（）镜头的数码单反相机。