光学性能测试题集及答案解析

光学性能测试题集及答案解析一、单选题（每题2分，共10题）1.光学系统成像质量评价的主要指标是？A.分辨率B.色差C.光谱透过率D.相对照度2.光源色温的表示单位是？A.流明B.勒克斯C.开尔文D.瓦特3.光学系统的透过率是指？A.光源强度与探测器接收强度的比值B.透射光强与入射光强的比值C.光束直径与焦斑直径的比值D.光谱范围与系统通光范围的比值4.光学系统杂散光测试中，主要关注的杂散光类型是？A.系统固有杂散光B.环境反射杂散光C.光源自身杂散光D.以上都是5.光学系统畸变率通常用以下哪个指标表示？A.光谱分辨率B.线性度C.相对照度D.色差二、多选题（每题3分，共5题）6.光学系统成像质量评价指标包括？A.分辨率B.色差C.畸变D.相对照度E.波前像差7.光源测试中，需要测量的主要参数有？A.光强分布B.色温C.显色指数D.光谱功率分布E.相对照度8.光学系统杂散光测试方法包括？A.黑体法B.灯丝法C.漫射板法D.光束法E.相干光法9.光学系统透过率测试中，需要注意的因素有？A.光源稳定性B.测量光谱范围C.杂散光影响D.材料吸收特性E.温度影响10.光学系统畸变率测试中，需要考虑的因素有？A.物体尺寸B.物距C.像距D.光学元件曲率E.光源色温三、判断题（每题1分，共10题）11.光学系统分辨率越高，成像质量越好。（√）12.光源色温与显色指数是同一概念。（×）13.光学系统杂散光测试必须在暗室中进行。（√）14.光学系统透过率测试时，光源光谱范围应完全覆盖系统通带。（√）15.光学系统畸变率测试时，必须使用标准网格靶。（√）16.光源色温越高，显色指数越高。（×）17.光学系统杂散光测试时，探测器灵敏度越高越好。（×）18.光学系统透过率测试时，环境温度变化不影响测量结果。（×）19.光学系统畸变率测试时，靶标离系统越远，测量误差越小。（√）20.光源光谱功率分布与相对照度是同一概念。（×）四、简答题（每题5分，共5题）21.简述光学系统分辨率测试的基本原理。22.简述光学系统色差测试的主要方法。23.简述光学系统杂散光测试的步骤。24.简述光学系统透过率测试的注意事项。25.简述光学系统畸变率测试的基本原理。五、计算题（每题10分，共2题）26.某光学系统在500nm波长处分辨率测试结果为0.1角秒，计算该系统的理论分辨率极限（假设λ/D=0.1）。27.某光源在6500K色温下测量显色指数为90，计算其相对色温下的显色指数变化（假设参考光源为2856K）。答案解析一、单选题答案1.A分辨率是光学系统成像质量的主要评价指标，表示系统能分辨的最小细节尺寸。2.C光源色温用开尔文(K)表示，是光源光谱特性的重要指标。3.B透过率是透射光强与入射光强的比值，表示光学系统对光的传输效率。4.D光学系统杂散光测试需关注多种类型，包括系统固有杂散光、环境反射杂散光和光源自身杂散光。5.B畸变率表示光学系统成像的几何畸变程度，是评价成像质量的重要指标。二、多选题答案6.A、B、C、E分辨率、色差、畸变和波前像差都是评价光学系统成像质量的重要指标。7.A、B、C、D光源测试需测量光强分布、色温、显色指数和光谱功率分布等参数。8.A、B、C光学系统杂散光测试方法包括黑体法、灯丝法和漫射板法。9.A、B、C、D、E透过率测试需考虑光源稳定性、测量光谱范围、杂散光影响、材料吸收特性和温度影响等因素。10.A、B、C、E畸变率测试需考虑物体尺寸、物距、像距和光源色温等因素。三、判断题答案11.√分辨率越高，系统能分辨的细节越精细，成像质量越好。12.×色温表示光源的光谱特性，显色指数表示光源对物体真实颜色的还原程度。13.√杂散光测试需要在暗室中进行，以消除环境光干扰。14.√透过率测试时，光源光谱范围应完全覆盖系统通带，确保测量全面。15.√畸变率测试需使用标准网格靶，以定量评估系统成像的几何畸变。16.×色温越高，光源越偏蓝，显色指数可能降低。17.×杂散光测试时，探测器灵敏度需与系统杂散光水平匹配，过高会引入噪声。18.×透过率测试时，环境温度变化会影响材料光学特性，需严格控制。19.√靶标离系统越远，畸变测量误差越小，但需保证靶标在系统视场内。20.×光谱功率分布表示光源各波长光强分布，相对照度表示光源亮度。四、简答题答案21.光学系统分辨率测试基本原理：使用分辨率测试靶（如分辨率板），在特定波长下测量系统能分辨的最小细节尺寸。通过比较理论分辨率极限与实测分辨率，评估系统成像质量。常用方法包括线对法、点阵法和阶梯法。22.光学系统色差测试主要方法：使用标准光源照射物体，测量物体在待测光源和标准光源下的反射光谱，计算色差ΔE。常用仪器包括分光光度计和色差仪，测试需在标准光源箱内进行，确保光源稳定性。23.光学系统杂散光测试步骤：①搭建测试系统，包括光源、被测系统、探测器（如CCD或光电二极管）和光学附件；②在暗室环境下进行测试；③在不同角度测量探测器接收到的杂散光强度；④分析杂散光分布和强度，评估系统性能。24.光学系统透过率测试注意事项：①确保光源光谱范围覆盖系统通带；②使用高稳定性光源；③严格控制环境温度和湿度；④消除杂散光干扰；⑤多次测量取平均值，提高精度。25.光学系统畸变率测试基本原理：使用标准网格靶，测量系统成像后的网格畸变程度。通过比较靶标实际间距与成像间距，计算畸变率。常用方法包括横向剪切法、数字图像相关法等。五、计算题答案26.解：根据瑞利判据，理论分辨率极限θ₀=1.22λ/D=1.22×0.1×500nm/D≈0.61角秒。实测分辨率0.1角秒小于理论极限，表明系统性能良