光学系统设计(一)答案

1、.光学系统设计（一）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1-56-1011-1516-20答案BCAADDCCBABADDCABDCA二、填空题（本大题14小题。每空1分，共20 分）21.球心处、顶点处、齐明点处（）22.23.024.球差25.冕牌、火石 26.、27.两面的公共球心处、两面的公共球心处28.阿贝常数、29.畸变30.圆31.032.二级光谱 33.34.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。 评分标准：主要意思正确得2分。

2、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。 评分标准：答对主要意思得2分。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。 评分标准：答对主要意思得2分。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。 评分标准：答对得2分。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。 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

3、 分）40一物体的峰-谷比（peak to valley）是，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。评分标准：答对主要意思得5分。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：彗差评分标准：第一问中每个答案正确得1分，第二问中每个答案正确得0.5分，第三问中每个答案正确

4、得1分。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，放大倍率分别为和1。评分标准：两位置答对各得1分，第一个放大倍率答对得2分，第二个得1分。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？答：（1）实际像点无论在高斯像点之前或之后范围内，波像差都不会超过1/4波长，所以把定义为焦深，即（2）引起的波像差为。评分标准：第一问答对大意得3分，第二问答案正确得2分。44. 近视眼应佩戴何种透镜加以矫正？为什么？答：应佩戴凹透镜加以矫正，使光线经过水晶体后发散，重新汇聚到视网膜上。评分标准：答

5、对大意得5分。45. 在对称式光学系统中，当时，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？答：垂轴像差：彗差、畸变、倍率色差均为0。轴向像差：球差、像散、场曲、位置色差均为半部系统相应像差的两倍。评分标准：第一问每个答案正确得1分，共3分；第二问每个答案正确得0.5分，共2分。五、计算题（每题10分，共20分）46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评分标准：每问5分，其中第一问中列对方程得3分，结果正确得2分；第二问中，列对、方程各得2分，结果正确得1分。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。已知该系统的边光球差为，0.707带光球差为，求：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。解：1) ，根据公式将及代入，得到， 由此可求得：及