2026年应用光学试题(附答案)

2026年应用光学试题(附答案)一、单项选择题（每题3分，共30分）1.某梯度折射率介质的折射率分布为n(r)=(1−A.直线传播B.正弦曲线C.指数衰减曲线D.抛物线2.若两束相干光的光强比为9:A.0.5B.0.8C.0.9D.1.03.某单透镜材料的阿贝数=58，色散系数ν=1/，当该透镜用于校正二级光谱时，需与另一块阿贝数A.−/B./C.−/D./4.波长550nm的光垂直入射到厚度为1.2\mumA.加强B.减弱C.无干涉D.无法确定5.某显微镜物镜的数值孔径NA=0.85A.0.32\mumB.0.40\mumC.0.51\mumD.0.63\mum6.若要设计一个无球差的反射面，当物点位于无限远时，反射面应采用：A.球面B.抛物面C.双曲面D.椭球面7.一束线偏振光通过1/4波片后变为圆偏振光，说明入射光的振动方向与波片光轴的夹角为：A.B.C.D.8.某法布里-珀罗干涉仪的腔长L=1cm，反射率R=0.9，则其自由光谱范围A.0.02nB.0.04nC.0.06nD.0.08n9.用迈克耳孙干涉仪测量微小位移时，若观察到1000条干涉条纹移动，所用激光波长632.8nA.0.316mmB.0.633mmC.1.266mmD.2.532mm10.超表面透镜通过调控单元结构的相位分布实现聚焦，其设计的核心是满足：A.费马原理B.马吕斯定律C.布拉格条件D.基尔霍夫衍射积分二、填空题（每空2分，共20分）1.几何光学的基本定律包括直线传播定律、反射定律、折射定律、______定律和______定律。2.薄透镜的焦距公式为=______（设透镜折射率为n，两侧介质为空气，曲率半径分别为、）。3.光的相干条件为频率相同、______和______。4.瑞利判据指出，两个等光强非相干点源的衍射图样中心间距等于______时，恰可分辨。5.光学系统的像差主要包括球差、彗差、像散、______和______五类单色像差，以及色差。6.全息照相的记录过程利用了光的______原理，再现过程利用了光的______原理。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述光学系统中孔径光阑和视场光阑的作用，并说明如何确定实际光学系统中的孔径光阑。2.比较夫琅禾费衍射与菲涅尔衍射的区别，分别写出其适用条件及典型实验装置。3.解释偏振片的工作原理，说明线偏振光通过偏振片后光强的变化规律（用马吕斯定律表示）。4.分析光学系统中色差的成因，说明消色差双胶合透镜的设计原理（需写出光焦度分配公式）。5.简述激光干涉测长的基本原理，说明为什么激光的高相干性是实现高精度测量的关键。四、计算题（共60分）1.（12分）一薄透镜组由两个薄透镜组成，第一透镜焦距=+100mm，第二透镜焦距=-50mm（1）组合系统的焦距；（2）组合系统的主点位置（相对于第二透镜的距离）。2.（14分）波长600nm的单色光垂直入射到双缝上，双缝间距d=（1）中央明纹两侧第3级明纹的间距；（2）若其中一缝被厚度t=1.0\mum3.（12分）一平面透射光栅，每毫米刻痕500条，波长500n（1）光栅常数d；（2）最多能观察到的光谱级数；（3）第2级光谱的角色散率（用rad4.（10分）一玻璃球（折射率n=1.5，半径5.（12分）设计一个用于400-700nm可见光波段的消色差双透镜组，已知第一透镜（冕牌玻璃）的阿贝数=60，第二透镜（火石玻璃）的阿贝数=30，组合焦距（1）两透镜的光焦度和；（2）若第一透镜为正透镜（>0答案一、单项选择题1.B2.B3.A4.B5.A6.B7.C8.A9.A10.A二、填空题1.独立传播；连续；2.；3.振动方向相同；相位差恒定；4.艾里斑半径；5.场曲；畸变；6.干涉；衍射。三、简答题1.孔径光阑限制入射光束的孔径角，决定像面照度和分辨能力；视场光阑限制成像范围，决定视场大小。确定方法：将所有光阑通过其前方光学系统成像到物空间，其中对物点张角最小的像即为入射光瞳，对应的实际光阑为孔径光阑。2.夫琅禾费衍射为远场衍射，光源和观察屏距衍射屏无限远（或用透镜聚焦），波前为平面波，衍射图样与衍射屏的傅里叶变换相关（如单缝、圆孔衍射）；菲涅尔衍射为近场衍射，光源或观察屏距衍射屏有限远，波前为球面波，衍射图样需用菲涅尔积分计算（如直边衍射、圆孔近场衍射）。3.偏振片通过二向色性材料（如碘化硫酸奎宁晶体）选择性吸收某一方向的光振动，仅允许垂直方向的光通过。线偏振光通过偏振片后，光强I=co4.色差由介质折射率随波长变化引起，分为轴向色差（不同波长像点位置不同）和垂轴色差（不同波长像高不同）。消色差双胶合透镜通过组合正负透镜，利用不同材料的阿贝数差异抵消色差。光焦度分配满足+=0，且+=5.激光干涉测长利用迈克耳孙干涉仪，将被测位移转化为参考臂与测量臂的光程差变化，通过计数干涉条纹移动数N计算位移Δd四、计算题1.（1）组合焦距公式=+−，代入数据得（2）主点位置=−2.（1）明纹间距Δx（2）覆盖薄膜后，光程差变化Δ=(n3.（1）光栅常数d=（2）最大级数（取整数）；（3）角色散=，第2级时