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

2．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

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

7．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

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.3：1

B.4：1

C.5：1

D.2：1

11．下列光学元件中，任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

12．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

13．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. 0.4 B. 0.25 C. 0.1 D. 0

14．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. )r 1r 1

(1-n n

J S 212

IV -= B. )r 1

r 1(n 1n J S 1

22

IV --= C. )r 1r 1

(n 1

n J S 212IV --= D. )r 1

r 1(1-n n J S 1

22IV -=

16．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

17．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

18．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 C.克勒照明 D.临界照明

19．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

20．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、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。

21.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 。

22.在表示畸变时，通常采用相对畸变，其表达公式为。

23.一双胶合薄透镜组，若0C I =，则=II C 0 。

24.七种初级像差中，仅与孔径光阑大小有关的单色像差是球差 。 25.一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。

26.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式

。

27.一同心弯月镜在空气中，其前后节点在其两面的公共球心处，其前后主点在其 两面的公共球心处 。 28.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

。 29.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 。

30.球差在像面上的体现形式是 圆 形的。

31.在球差的级数展开形式中，常数项的值为 0 。

32.复消色物镜是指在透镜的m 707h .0位置处，将 二级光谱 校正为0。

33.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

。 34.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）

35．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

36．子午场曲：某一视场的子午像点相对于高斯像面的距离称为子午像面弯曲，简称子午场曲

37．二级光谱：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

38. 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

39．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）

40．一物体的峰-谷比（peak to valley ）是λ23.0，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(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

41．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

42．一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

43. 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？