现代光学系统

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

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

光学系统设计（四） 参考答案及评分标准

一、单项选择题（本大题共 20小题。每小题 1 分，共 20 分） 题号 1-5 6-10 11-15 16-20 答案 ABCBC ACCBB DBCBC AABCB 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. ?L???12n?u?2?S

I24.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.??(n?1)(1r1?1r2)?(n?1)n2dr1r2

29.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?SI、?SII、

?SIII、?SIV、?SV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

第3期光学技术No.3

1998年5月OPTICALTECHNOLOGYMay1998

光学系统偏心测量原理及应用

王肇勋

(中科院长春光机所,长春130022)

摘　要:综述了光学系统偏心测试研究方面的发展概况及目前所达到的水平。简要介绍了光学系统偏心测量及基准轴变换原理,并讨论了一些必要的问题。最后介绍了测量方法的一些具体应用,指出了一些测量中应注意的问题和技巧,并介绍了几个具有代表性的,经过多年实践创造出来的应用方法实例。

关键词:偏心,测量。

Principleandapplicationofthemeasurementofthecenteringerrorsinopticalsystem

WangZhaoxun

(ChangchunInstituteofOpticsandFineMechanicsChangchun130022)

Abstract:Thedevelopmentoutlineandtheup-to-datelevelinthemeasurementofthecenteringer-rorsinopticalsystemsissummarized.Withbrieflyintroducin

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文

目录

摘 要.....................................................................................................................I Abstract......................................................................................................................II

第1章绪论 (1)

1.1 课题背景 (1)

1.2 红外/微波双模探测应用现状 (1)

1.2.1 微波前馈式结构 (2)

1.2.2 微波后馈式结构 (2)

1.3 红外成像技术 (3)

1.4 本课题主要研究内容 (5)

第2章红外光学系统总体方案 (7)

2.1 引言 (7)

2.2 红外/微波分光元件 (7)

2.2.1 分光元件微波反射率计算模型 (7)

2.2.2 分光元件红外透射率计算模型 (9)

2.2.3 分光元件光电特性分析 (10)

2.3 红外光学系统 (11)

2.3.1 红外光学系统的选型 (11)

2.3.2

工程光学习题解答

第七章 典型光学系统

1．一个人近视程度是?2D（屈光度），调节范围是8D，求： （1）远点距离； （2）其近点距离；

（3）配戴100度近视镜，求该镜的焦距； （4）戴上该近视镜后，求看清的远点距离； （5）戴上该近视镜后，求看清的近点距离。 解： ① R?1??2 (1/m) lr ∴ lr??0.5m

②

A?R?P A?8D R??2D P?R?A??2?8??10D

11????0.1m P10 ∴

lp?③D?1 ∴f???1m ?f④R??R?D??1D

???1m lR⑤A?R??P? A?8D R???1D

P??R??A??9D

??? lP1??0.11m 92．一放大镜焦距f??25mm，通光孔径D?18mm，眼睛距放大镜为50mm，像距离眼睛在明视距离250mm，渐晕系数为k?50%，试求（1） 视觉放大率；（2）线视场；（3）物体的位置。 eye ● ?l?P? D 工程光学习题解答

已知：放大

《光学》教案

主讲教师：袁 焕 周口师范学院物理与机电工程学院2015年6月15日

1

丽

§2.3 理想光学系统的物像关系

学时安排：1

教学目标：会用图解法和解析法求像，熟练掌握高斯公式和牛顿公式 教学重点：图解法；理想光学系统的物像位置公式 教学难点：利用垂轴放大率判断成像特性 教学方法：探究法、讨论法、多媒体辅助法 教学过程：

新课导入：使用光学系统一般都是为了得到物体不同的像，几何光学的基本内容就是求像。理想系统的物像关系是我们几何光学的重点知识。对于放大镜这样单个薄透镜，可以利用中学薄透镜成像公式求出具体像。对于照相机、显微镜等光学系统一般不是单一的薄透镜构成，不能再用薄透镜的成像公式。已知物的大小和位置、并且光学系统的参数确定时，想要求得像的大小、正倒、虚实，需要研究理想光学系统的物像关系。 一、图解法求像

依据：理想的成像情况下，从一点发出的一束光线经光学系统作用后仍交于一点。 方法：求物点发出的两条特定光线在像方空间的光线，二者的交点为共轭像点。 已知一个理想光学系统的主点和焦点的位置，利用光线通过它们后的性质，对物空间给定的点、线、面通过画图追踪典型光线求像，称为图解法求像。 1.可供选择的典型光线和可供利用的性质有：

第三章 理想光学系统§ 3-1 理想光学系统与共线成象理论理想光学系统— 对任意大的物体，以任意宽的光束 绕光学系统成象，均是完善的；或物空间的同心光束经 过光学系统后仍为同心光束；或物空间一点对应象空间 一点。 共线成象理论— 对于理想光学系统，有 点共轭

点

直线

共轭

直线

面

共轭

面

共线成象理论是作图法或解析法求解物象关系的基础。

§ 3-2 理想光学系统的基点、基面1. 焦点、焦平面 物方焦点：对应像点在像方光轴上无限远处 焦点 像方焦点：对应物点在物方光轴上无限远处 焦平面：过焦点的垂轴平面

说明：1)F、F′不是一对共轭点，物 方焦平面和像方焦平面也不为共轭面。 2)由物方无限远处射来的任何 方向的平行光束，汇聚于像方焦平面上 一点。

2. 主点、主平面

定义：物象方β=+1 的共轭平面为物象方主平面。 主平面与光轴的交点为主点H、H′。 说明： 1) H、H′是一对共轭点，主平面上任一线段均以相等 大小及相同方向成在另一主平面上。 2)薄光组：F H、H F

′

′

3. 焦距以主点作为原点来度量，主点到焦点的距离称为焦距。 物方主点H到物方焦点F的距离称为物方焦 距(前焦距或第一焦距) 象方主点H′到象方焦点F′的距离称为象方 焦

第三章 理想光学系统§ 3-1 理想光学系统与共线成象理论理想光学系统— 对任意大的物体，以任意宽的光束 绕光学系统成象，均是完善的；或物空间的同心光束经 过光学系统后仍为同心光束；或物空间一点对应象空间 一点。 共线成象理论— 对于理想光学系统，有 点共轭

点

直线

共轭

直线

面

共轭

面

共线成象理论是作图法或解析法求解物象关系的基础。

§ 3-2 理想光学系统的基点、基面1. 焦点、焦平面 物方焦点：对应像点在像方光轴上无限远处 焦点 像方焦点：对应物点在物方光轴上无限远处 焦平面：过焦点的垂轴平面

说明：1)F、F′不是一对共轭点，物 方焦平面和像方焦平面也不为共轭面。 2)由物方无限远处射来的任何 方向的平行光束，汇聚于像方焦平面上 一点。

2. 主点、主平面

定义：物象方β=+1 的共轭平面为物象方主平面。 主平面与光轴的交点为主点H、H′。 说明： 1) H、H′是一对共轭点，主平面上任一线段均以相等 大小及相同方向成在另一主平面上。 2)薄光组：F H、H F

′

′

3. 焦距以主点作为原点来度量，主点到焦点的距离称为焦距。 物方主点H到物方焦点F的距离称为物方焦 距(前焦距或第一焦距) 象方主点H′到象方焦点F′的距离称为象方 焦

工程光学习题解答

第七章 典型光学系统

1．一个人近视程度是?2D（屈光度），调节范围是8D，求： （1）远点距离； （2）其近点距离；

（3）配戴100度近视镜，求该镜的焦距； （4）戴上该近视镜后，求看清的远点距离； （5）戴上该近视镜后，求看清的近点距离。 解： ① R?1??2 (1/m) lr ∴ lr??0.5m

②

A?R?P A?8D R??2D P?R?A??2?8??10D

11????0.1m P10 ∴

lp?③D?1 ∴f???1m ?f④R??R?D??1D

???1m lR⑤A?R??P? A?8D R???1D

P??R??A??9D

??? lP1??0.11m 92．一放大镜焦距f??25mm，通光孔径D?18mm，眼睛距放大镜为50mm，像距离眼睛在明视距离250mm，渐晕系数为k?50%，试求（1） 视觉放大率；（2）线视场；（3）物体的位置。 eye ● ?l?P? D 工程光学习题解答

已知：放大