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1、光学系统设计(五)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2对于球面反射镜，其初级球差表达公式为 ( )。 A. B. C. D. 3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4场曲之差称为 ( )。
2、A.球差 B. 彗差C. 像散 D. 色差5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6下面各像差中能在像面上产生彩色弥散斑的像差有( )。 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 ( )。 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 ( )。 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 ( )。 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.3：1 B.4：1 C.5：1 D
3、.2：111光阑与相接触的薄透镜重合时，能够自动校正 ( )。 A.畸变 B.场曲 C.球差 D.二级光谱12在子午像差特性曲线中，坐标中心为，如位于该点左侧，则畸变值为 ( )。A.正值 B.负值 C.零 D.无法判断13厚透镜之所以在校正场曲方面有着较为重要的应用，是因为 ( )。A.通过改变厚度保持场曲为零 B.通过两面曲率调节保持光焦度不变C.通过改变厚度保持光焦度不变 D.通过两面曲率调节保持场曲为014正畸变又称 ( )。A.桶形畸变 B.锥形畸变 C.枕形畸变 D.梯形畸变 15按照瑞利判断，显微镜的分辨率公式为 ( )。A. B. C. D. 16与弧矢平面相互垂直的平面叫作
4、( )。 A.子午平面 B.高斯像面 C.离焦平面 D.主平面17下列软件中，如今较为常用的光学设计软件是 ( )。 A.abr软件 B.OPD88软件 C.ZEMAX软件 D.AutoCAD软件18光学传递函数的横坐标是 ( )。 A.波长数 B.线对数/毫米 C.传递函数值 D.长度单位19星点法检验光学系统成像质量的缺陷是 ( )。A.不方便进行，步骤复杂 B.属主观检验方法，不能量化C.属客观检测方法，但精度低 D.计算复杂，应用不便 20波像差就是实际波面与理想波面之间的 ( )。 A.光程差 B.几何像差 C.离焦量 D.距离差二、填空题（本大题11小题。每空1分，共20 分）请在
5、每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。21.物体位于无穷远，则对于同一光焦度薄透镜而言，阿贝常数值越大，色差越 。22.对于激光光学系统，不需要校正的像差是 ；对于反射镜系统，不需要校正的像差是 ；对于平行平板，不需要校正的像差是 。23.萤石在校正二级光谱方面有着非常重要的应用，其参数为，则其阿贝常数为 。25.在表示畸变时，通常采用相对畸变，其表达公式为 。26.一双胶合薄透镜组，若，则 。27.在轴外像差特性曲线中，若一圆滑曲线关于轴完全对称，则系统的细光束子午场曲 。28.只含初级和二级球差的望远物镜，校正球差后，使边缘光球差，其边缘带高级球差为0.5mm，则 ，为使波像差最小
6、，离焦后其最佳像面应位于理想像点 侧 毫米处。29.反射棱镜处于会聚光路中，除 ，其它像差均存在。30.通常情况下，应在光学系统的 带校正球差，在 带校正位置色差。31.完全对称式光学系统，当时，可以消除的像差有 、 、 。三、名词解释（本大题共5 小题。每小题2 分，共 10 分）32像差： 33二级光谱： 34焦深： 35. 正弦差： 36复消色物镜： 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？38完全对称式系统，当时，垂轴像差与沿轴像差有何特性？39消像差谱线的选择有何原则？ 40. 一物体的峰-谷比（peak to va
7、lley）是，问是否满足Rayleigh条件？42. 密接双薄透镜系统，光焦度已知，若要消位置色差，试确定其光焦度分配？五、综合应用题（本大题共 2 小题。每小题10 分，共20分）43. 一双分离薄透镜系统，其主光线与高斯像面交点的高度为9.82mm，相对畸变值为3%，试求理想像高。44. 设计一齐明透镜，第一面曲率半径，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，折射率，该透镜位于空气中，求（1）该透镜第二面的曲率半径；（2）该启明透镜的垂轴放大率。参考答案一、单项选择题（本大题共 20小题。每小题 1 分，共 20 分） 题号1-56-1011-1516-20答案 BA
8、DCADCCBA AABCBACBBA 二、填空题（本大题11小题。每空1分，共20 分）21.小22.色差、色差、场曲 23.95.56 24.球心处、顶点处、齐明点处（）25.26.0 27.0 28.-0.125、前、0.0937529.场曲30.边缘、0.707 31.彗差、畸变、倍率色差 三、名词解释（本大题共5 小题。每小题2 分，共 10 分）32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。 33二级光谱：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。34焦深：由于实际像点在高斯像点前后范围以
9、内，波像差不超过1/4波长，故把定义为焦深，即。 35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。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。四、简答题（本大题共 6 小题。每小题 5 分，共30 分）37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时，认为光学系统的成像质量是完善的。这两个准则是相互一致的，当最大波像差为时，值刚好约等于0.838 答：垂轴像差可以得到自动校正，即彗差、畸变和倍率色差均为零；而沿轴像差为系统半部像差的2倍，如球差、像
10、散、场曲和位置色差。39 答：应对接收器最敏感的谱线消单色像差，对接收器能接受的波段范围两边缘附近的谱线校正色差。40. 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。42. 密接双薄透镜系统，光焦度已知，若要消位置色差，试确定其光焦度分配。答：对于薄透镜组，由于单薄透镜的初级位置色差系数，所以有两方程联立，得两薄透镜的光焦度分配为，五、计算题（每题10分，共20分）43. 一双分离薄透镜系统，其主光线与高斯像面交点的高度为9.82mm，相对畸变值为3%，试求理想像高。解： ，已知，可得44.设计一齐明透镜，第一面曲率半径，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，折射率，该透镜位于空气中，求（1）该透镜第二面的曲率半径；（2）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，根据齐明条件，可得（2）由垂轴放大率公式，得，则该透镜的垂轴放大率
