光学系统设计(一)

长春理工大学 测控 光电工程

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 ( )。

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 ( )。

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.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.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 ( )。

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( )。

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.2：1

11．下列光学元件中，任何情况下都不会产生场曲的是 ( )。

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. 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 (

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 ( )。

A.球差 B.彗差 C.像散 D.畸变

15．厚透镜的场曲公式为 ( )。 A. S2n(1 1) B. S2n 1

IV Jn-1rIV J(1 1) 1r2nr2r1

C. SIV J2n 1

n(1

r 1) D. Sn11

IV J2

n-1(r )

1r22r1

16．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

17．在进行目镜光学系统设计时，应 ( )。

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 )。

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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( )。

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 ( )。

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. 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。

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CI 0，则CII

24.七种初级像差中，仅与孔径光阑大小有关的单色像差是

25.一双胶合透镜光焦度为正，在透镜组中的正透镜采用玻璃，透镜组中的 负透镜采用 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，其前后节点在其其前后主点在其。

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，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。

30.球差在像面上的体现形式是

31.在球差的级数展开形式中，常数项的值为。

32.复消色物镜是指在透镜的0.707hm位置处，将校正为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

三、名词解释（本大题共5 小题。每小题2 分，共 10 分）

35．像差：

36．子午场曲：

37．二级光谱：

38. 色球差：

39．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0.23 ，问是否满足Rayleigh条件？

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？

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？

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？

44. 近视眼应佩戴何种透镜加以矫正？为什么？

45. 在对称式光学系统中，当 1时，哪几种初级像差可以得到自动校正？其它初级像差有何特性？

五、综合应用题（本大题共 2 小题。每小题10 分，共20分）

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46．设计一齐明透镜，第一面曲率半径r1 95mm，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d 5mm，折射率n 1.5，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。

47．一个光学系统，已知其只包含初级和二级球差,更高级的球差可忽略不计。已知该

0，0.707带光球差为 L0707 0.015，求： 系统的边光球差为 Lm

1)分别求出0.5和0.85带光线的球差；

2)写出边缘光的初级和高级球差。

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