光学工程工程师考试试卷及答案

光学工程工程师考试试卷及答案填空题（每题1分，共10分）1.光的三原色（加法混色）是______、绿、蓝。2.薄透镜成像公式为______（用物距u、像距v、焦距f表示）。3.衍射分为菲涅尔衍射和______衍射。4.光的干涉必要条件是频率相同、振动方向相同、______。5.线偏振光经λ/4波片（入射偏振方向与波片光轴成45°）后变为______偏振光。6.瑞利判据中，两个点光源恰能分辨时，一个的衍射极大值与另一个的______重合。7.介质折射率n=______（真空中光速c/介质中光速v）。8.传输单模激光的光纤称为______光纤。9.激光纵模是沿______方向的振动模式。10.常用光电探测器（举1例）：______。答案：1.红；2.1/u+1/v=1/f；3.夫琅禾费；4.相位差恒定；5.圆；6.第一极小值；7.c/v；8.单模；9.谐振腔轴线；10.光电二极管（或CCD等）单项选择题（每题2分，共20分）1.凸透镜对光线的作用是（）A.发散B.会聚C.平行D.无作用2.双缝干涉条纹间距与______无关？A.缝间距dB.缝到屏距离LC.光波长λD.光源强度3.正交偏振片间插λ/4波片（光轴与第一偏振片成45°），出射光强为入射的（）A.0B.1/4C.1/2D.14.衍射光栅常数d=（）A.缝宽a+缝间距bB.缝宽aC.缝间距bD.a-b5.光纤通信低损耗窗口不包括（）A.850nmB.1310nmC.1550nmD.632.8nm6.激光阈值条件是（）A.粒子数反转B.谐振腔反馈C.增益>损耗D.泵浦激励7.光电倍增管增益来自（）A.光电发射B.二次电子发射C.热电子发射D.光生伏特8.光学系统分辨率主要取决于（）A.透镜孔径B.焦距C.放大率D.像距9.夫琅禾费衍射对应菲涅尔数N=（）A.>>1B.<<1C.=1D.任意10.波片作用是改变光的（）A.强度B.偏振态C.波长D.传播方向答案：1.B；2.D；3.B；4.A；5.D；6.C；7.B；8.A；9.B；10.B多项选择题（每题2分，共20分）1.光干涉必要条件（）A.频率相同B.振动方向相同C.相位差恒定D.振幅相等2.激光特性（）A.相干性好B.单色性好C.方向性好D.亮度高3.光学系统常见像差（）A.球差B.色差C.彗差D.像散4.光纤基本组成（）A.纤芯B.包层C.涂覆层D.护套5.偏振光检测方法（）A.偏振片旋转观察光强B.λ/4波片+偏振片C.分光光度计D.显微镜6.光电探测器参数（）A.响应度B.量子效率C.响应速度D.暗电流7.衍射应用（）A.光栅光谱仪B.光纤传输C.光刻D.全息照相8.激光谐振腔类型（）A.平行平面腔B.共焦腔C.平凹腔D.球面腔9.光学薄膜作用（）A.增透B.增反C.分光D.滤光10.成像分辨率影响因素（）A.透镜孔径B.光波长C.像差D.探测器像素答案：1.ABC；2.ABCD；3.ABCD；4.ABC；5.AB；6.ABCD；7.ACD；8.ABCD；9.ABCD；10.ABCD判断题（每题2分，共20分）1.光在真空中速度与频率无关（3×10⁸m/s）。（）2.凸透镜只能成实像，不能成虚像。（）3.双缝干涉条纹间距与缝到屏距离成正比。（）4.自然光经偏振片后变为线偏振光，强度为原1/2。（）5.激光是相干光，普通光源是非相干光。（）6.多模光纤比单模光纤传输距离更远。（）7.瑞利判据是分辨率极限标准。（）8.菲涅尔衍射是近场，夫琅禾费是远场。（）9.光电效应中，光电子最大初动能与入射光频率成正比（忽略逸出功）。（）10.光学系统放大率与焦距成正比。（）答案：1.√；2.×；3.√；4.√；5.√；6.×；7.√；8.√；9.√；10.×简答题（每题5分，共20分）1.简述光的干涉条件光干涉需三个必要条件：①频率相同：两束光频率一致，否则相位差随时间随机变化，无稳定干涉；②振动方向相同：需有相同振动分量（垂直分量叠加为零）；③相位差恒定：两束光相位差不随时间变化（普通光源需分波前/振幅法获得相干光）。满足以上条件可产生稳定干涉条纹。2.凸透镜与凹透镜成像规律差异①凸透镜：会聚光线，u>2f成倒立缩小实像（相机）；f<u<2f成倒立放大实像（投影仪）；u<f成正立放大虚像（放大镜）。②凹透镜：发散光线，无论物距如何，均成正立缩小虚像（同侧），无实像。③符号：凸透镜f为正，凹透镜f为负；实像v为正，虚像v为负。3.激光产生基本条件①粒子数反转：工作物质高能级粒子数>低能级（需泵浦激励）；②谐振腔反馈：反射镜使受激辐射光子往返放大；③增益>损耗：工作物质增益系数超过谐振腔损耗（吸收、透射等），达到阈值后输出激光。4.光纤通信常用传输窗口及波长常用三个低损耗窗口：①1310nm：损耗0.3-0.4dB/km，色散小，短距离传输；②1550nm：损耗最低（0.2dB/km），长距离大容量（DWDM）传输；③850nm：短距离局域网（多模光纤）。讨论题（每题5分，共10分）1.像差对成像质量的影响及校正方法像差导致成像模糊、变形，影响分辨率。①球差：透镜边缘与中心会聚点不同，用非球面透镜、胶合透镜校正；②色差：不同波长焦距不同，用消色差胶合透镜（冕牌+火石玻璃）校正；③彗差：轴外点呈彗星状，用对称式透镜组校正；④像散：轴外点成两条焦线，用柱面透镜校正；⑤畸变：像变形，用对称式结构校正。实际设计结合多组透镜组合。2.激光在精密测量中的应用原理及优势原理：①干涉测量（激光干涉仪）：光程差变化对应位移，条纹移