2026年光学工程基础考试核心内容巩固练习题及参考答案

2026年光学工程基础考试核心内容巩固练习题及参考答案一、单选题（每题2分，共20题）1.光学工程中，用于测量光强度的传感器主要基于哪种物理原理？A.光电效应B.声光效应C.热电效应D.压电效应2.在光学系统中，光阑的主要作用是？A.增强成像质量B.减少球差C.控制光通量D.提高透过率3.某光学系统的焦距为100mm，物距为200mm，根据高斯成像公式，像距为？A.50mmB.66.67mmC.200mmD.300mm4.光学薄膜的增透膜主要利用了哪种干涉效应？A.全反射B.衍射C.相干干涉D.非相干干涉5.光纤通信中，常用的多模光纤与单模光纤的主要区别在于？A.传输速率B.损耗大小C.芯径尺寸D.成本6.光学系统中的色差主要来源于？A.球差B.像散C.红外折射率差异D.散射7.光学衍射中的夫琅禾费衍射适用于哪种情况？A.点光源照射小孔B.远场观察C.近场观察D.光源与观察屏距离很近8.光学系统中，准直光束通过透镜后，出射光束会？A.仍然平行B.发散C.会聚D.无法确定9.光学材料的热稳定性通常通过哪个参数衡量？A.折射率B.热膨胀系数C.透光率D.介电常数10.光学相干性最好的光源是？A.白炽灯B.激光器C.LEDD.太阳光二、多选题（每题3分，共10题）1.光学系统设计时，需要考虑的主要因素包括？A.分辨率B.光谱范围C.成本D.光能利用率E.机械稳定性2.光纤连接器的主要性能指标有？A.回波损耗B.传输延迟C.连接损耗D.机械强度E.温度稳定性3.光学薄膜的制备方法包括？A.溅射沉积B.化学气相沉积C.光刻技术D.溶胶-凝胶法E.热蒸发法4.光学系统中的像差包括？A.球差B.色差C.像散D.像场弯曲E.畸变5.光纤传感器的类型包括？A.基于干涉的传感器B.基于吸收的传感器C.基于散射的传感器D.基于偏振的传感器E.基于温度的传感器6.光学系统中的光阑包括？A.入瞳B.出瞳C.光阑孔D.节点E.焦点7.光学衍射的应用包括？A.光刻技术B.全息成像C.光纤通信D.光学测量E.光学传感8.光学材料的特性包括？A.折射率B.透光率C.热稳定性D.机械强度E.光致变色性9.光学系统的像质评价方法包括？A.分辨率测试B.色差分析C.波前差分析D.光谱响应测试E.热成像测试10.光纤通信系统中，常用的光放大器包括？A.半导体激光放大器B.掺铒光纤放大器C.纤光放大器D.放大器-激光器集成（ALI）E.光子晶体放大器三、判断题（每题1分，共10题）1.光学系统的放大率与物距和像距有关。（√）2.光学薄膜的增透效果取决于膜层厚度和折射率。（√）3.单模光纤的纤芯直径通常大于多模光纤。（×）4.光学相干性差的光源适用于全息成像。（×）5.光阑可以减少光学系统的杂散光。（√）6.光纤连接器的回波损耗越小，信号传输质量越好。（√）7.光学衍射只能产生暗纹和亮纹，无法形成复杂图像。（×）8.光学材料的热膨胀系数越小，其热稳定性越好。（√）9.光学系统的色差主要由于不同波长的折射率差异。（√）10.光纤传感器的灵敏度不受环境温度影响。（×）四、简答题（每题5分，共5题）1.简述光学系统设计的基本原则。2.解释光纤通信中色散和损耗的影响。3.说明光学薄膜的增透原理。4.描述光纤传感器的分类及其应用。5.分析光学系统中的主要像差及其校正方法。五、计算题（每题10分，共3题）1.某光学系统的焦距为50mm，物距为75mm，求像距和放大率。2.光纤通信中，某段单模光纤的色散为0.2ps/nm/km，传输距离为50km，求色散引起的脉冲展宽。3.光学薄膜的折射率为1.5，设计增透膜层厚度，使500nm波长的光实现完全透射（假设入射介质折射率为1.0）。参考答案及解析一、单选题1.A（光电效应是光电传感器的基本原理。）2.C（光阑用于控制进入系统的光通量。）3.B（根据高斯公式：1/f=1/u+1/v，解得v≈66.67mm。）4.C（增透膜利用相干干涉减少反射。）5.C（多模光纤芯径较大，单模光纤芯径较小。）6.C（色差主要由于不同波长折射率差异。）7.B（夫琅禾费衍射适用于远场观察。）8.A（准直光束通过透镜后仍平行。）9.B（热膨胀系数反映材料热稳定性。）10.B（激光器具有高相干性。）二、多选题1.A,B,C,D,E（系统设计需考虑性能、成本、稳定性等。）2.A,C,D,E（连接器性能关键指标包括回波损耗、连接损耗等。）3.A,B,D,E（薄膜制备方法主要为物理和化学沉积。）4.A,B,C,D,E（像差包括球差、色差、像散等。）5.A,B,C,D（光纤传感器类型多样，基于干涉、吸收、散射等。）6.A,B,C（光阑包括入瞳、出瞳、光阑孔。）7.A,B,D,E（光学衍射应用于光刻、全息、测量等。）8.A,B,C,D（光学材料特性包括折射率、透光率等。）9.A,B,C,D（像质评价方法包括分辨率、色差分析等。）10.B,C,D（常用光纤放大器包括掺铒光纤放大器等。）三、判断题1.√（放大率与物距和像距相关。）2.√（膜层厚度和折射率决定增透效果。）3.×（单模光纤芯径更小。）4.×（相干性差的光源不适合全息成像。）5.√（光阑可减少杂散光。）6.√（回波损耗越小，信号质量越高。）7.×（衍射可形成复杂图像。）8.√（热膨胀系数越小，热稳定性越好。）9.√（色差由折射率差异引起。）10.×（温度影响光纤传感器的灵敏度。）四、简答题1.光学系统设计的基本原则：-像质优良（低像差、高分辨率）-光谱范围匹配-结构紧凑、成本合理-稳定性（温度、振动影响）2.光纤通信中色散和损耗的影响：-色散导致信号脉冲展宽，降低传输速率；-损耗导致信号强度减弱，需光放大器补偿。3.光学薄膜的增透原理：-通过多层膜层干涉，使特定波长光反射最小，透射最大。4.光纤传感器的分类及其应用：-干涉型：用于位移、应变测量；-吸收型：用于气体浓度检测；-散射型：用于分布式温度传感；-偏振型：用于振动监测。5.光学系统中的主要像差及其校正方法：-球差：通过非球面镜或双胶合透镜校正；-色差：使用色散补偿片或复消色差设计。五、计算题1.像距和放大率计算：-高斯公式：1/f=1/u+1/v→v=37.5mm；-