第一章光學系統(tǒng)的像差有哪些？它們是如何形成的？應怎樣矯正？像差分為：單色像差和色差。單色像差：球差，慧差，像散，場曲，畸變。色差：位置色差和倍率色差。像差由于孔徑角過大形成球差和慧差。視場角過大形成像散，場曲，畸變。來自同一物體的不同色光的波長的折射率不同，形成位置色差，倍率色差。矯正：球差：承受正負透鏡膠合或者用非球面透鏡來消退球差?；鄄睿豪门淝?，消退單個透鏡的慧差，也可以用膠合透鏡來消退。像散：合理設置光闌位置，正負透鏡組合或膠合。場曲、畸變：正負透鏡組合或膠合。色差：針對特定波長，不同種材料的正負透鏡膠合或同種材料的透鏡相隔適當?shù)奈恢梅胖?。光學系統(tǒng)中關于輻射量和光度量是如何定義的？他們之間如何轉換？輻射量是建立在物理測量根底上的客觀物理量，它不受人們主觀視覺的限制；用e作為下表或不用下標。光度量只適用于可見光范圍，用下標v表示。當輻射能被物質(zhì)吸取式，可以轉換成其他形式的能量。 CV()V e設在半徑Rl處有一個輻射強度為I的點輻射源計算該點源放射到圓盤的輻射功率。RRlI ee ddIe

dIe

R2l2一個白熾燈，假設各個方向發(fā)光均勻，懸掛在離地面1.5M的高度，測的正下方地面上的照度為30lx，求該白熾燈的光通量？均勻發(fā)光承受面照度EV

V

/dAIV

d/dS

dsIV R2

/dsEV Vv V

4 玻璃的折射率為n1

1.52n2

1.331。sin I m

n2 n1

1.331.52I 61msin 29 1.33sin 1.52 33 .65 50mm的定焦相機，當對其前方2M處的物體進展成像時，其抱負的感光像平面應當位于透鏡的什么位置？假設無頭高度為800毫米，則所獲得像的高度應當為多少？由題可知：-f f”50mml2023mmx1950mm由牛頓公式:xx”f22500x”

1950

1.28mm則像在位于透鏡后 51.28mm處。y” f由公式： 得：y xf 50y” y 80020.48x 1950150mm，放大率為-3ll”150又 l37.5mm,l”112.5mml由高斯公式：

11 11 1 l” l f1 1 則f”28125f” 112.5 37.51

35.6m1f”2其次章什么是光學系統(tǒng)的孔徑光闌，入射光瞳、出射光瞳、視場光闌、入射窗、出射窗？如何確定？孔徑光闌：限制成像光束大小的光闌 入射光瞳：孔徑光闌在物空間的像出射光瞳：孔徑光闌在系統(tǒng)像，空間的像視場光闌：限制成像范圍大小的光闌入射窗：視場光闌對前方光學系統(tǒng)所成像 出射窗：視場光闌對前方光學系統(tǒng)所成像為了消退漸暈現(xiàn)象，視場光闌應當如何設置？入射窗和物平面相結合出射窗與像平面重合〔即視場光闌設置在像面上〕此時，視場具有清楚界限光學系統(tǒng)的景深和焦深分別指什么？景深：在平面上能成清楚像的物方空間深度焦深：物平面能夠獲得清楚像的像方空間深度什么是物方遠心光路和像方遠心光路？用途如何？物方遠心光路：光學系統(tǒng)入瞳位于無限遠，物方主光線平行于光軸。作用：來消退由于系統(tǒng)景深所引起的測量誤差。像方遠心光路：孔徑光闌位于物鏡方焦面，出射光束的主光線平行于光軸出瞳位于無限遠。作用：消退了由于焦深帶來的調(diào)焦不準所引入的測量誤差。人眼的遠點和近點是什么？人眼有哪些特別？如何矯正？人眼的區(qū)分率本領如何確定？1：人眼在完全放松狀態(tài)下能看清楚的最遠點稱為遠點，正常人的遠點在無限遠，當睫狀肌在最緊時，眼睛能看清楚最近的點成為近點。2：特別：近視眼、遠視眼、老花眼、散光、斜視。3：矯正方法：近視眼——負透鏡；遠視眼、老花眼——正透鏡；散光——柱面鏡；斜視——光楔4：眼睛能區(qū)分兩個相鄰點的力量成為眼睛的區(qū)分率 1.22D用光學成像系統(tǒng)觀看1000米遠，大小為10m10m的目標，假設圖像傳感器的像元大小是5m5m4個像元，則該光學系統(tǒng)的焦距應當為多少？假設圖像傳感器的像素是256256像元，則該光學成像系統(tǒng)的視場角是多大？

10m

10m1000m ff1000m1mm

2565m/22 1mm65.243放大鏡的孔徑光闌和視場光闌分別是什么？物點瞳孔微放大鏡孔徑光闌，放大鏡鏡框為視場光闌。顯微系統(tǒng)的特點是什么？其光闌如何設置？主要的性能參數(shù)有哪些？區(qū)分率由什么因素打算？特點：具有更高的放大倍率。能區(qū)分更小的細節(jié)，將物成像在無限遠。物鏡放大倍數(shù)大，焦距小。光闌為物鏡鏡框，依據(jù)校正像差的需要和構造尺寸的要求確定。一般在物鏡的像方焦平面。主要性能參數(shù)：數(shù)值孔徑、線視場、區(qū)分率、有效放大率。2點間最短距離來表示。望遠系統(tǒng)的特點是什么？其光闌如何設置？主要的性能參數(shù)有哪些？區(qū)分率如何確定？開普勒和伽利略望遠鏡有什么區(qū)分？特點：望遠系統(tǒng)物鏡的像方焦面與目鏡物方焦面重合，光學間隔為0。物鏡的焦距大。光闌設置：系統(tǒng)光闌在物鏡的像方焦面上主要性能參數(shù)：視覺放大率、區(qū)分率、工作放大率區(qū)分：目鏡透鏡類型不同前者為正透鏡后者為負透鏡中間成的像不同，前者為倒立實像后者為正立虛像能否安裝分劃板，前者可以，用來瞄準和定位，后者不行。攝影系統(tǒng)的特點是什么？其光闌如何設置？主要的性能參數(shù)有哪些？它們?nèi)绾斡绊憯z影效果？攝影鏡頭有哪些類型？特點：物距大、像距小，屬于大視場、大相對孔徑光學系統(tǒng)。光闌設置：一般在中間實像平面上。主要性能參數(shù)：物距焦距、視場、相對孔徑和區(qū)分率。影響效果：對于同一目標，焦距越長，所成像比例越大，成像范圍越小，區(qū)分率越好，越能夠傳遞更清楚顏色成像。鏡頭類型：廣角鏡頭、魚眼鏡頭、標準鏡頭、長焦距鏡頭和變焦距焦頭。光纖的構造和傳光原理？假設光纖的數(shù)值孔徑是0.39，其波導角是多少(用于空氣中)？構造：由纖芯，包層，涂敷層，護套組成。傳光原理：階躍型光纖利用全反射原理來傳光。滿足全反射條件的光線在光纖內(nèi)不斷地被反射，從光纖的一端傳到另外一端，傳播途徑為折線。數(shù)值孔徑：no

sinUo

0.39n 1(空氣)Uo

2323第三章1.具體總結比較各種光電傳感器在作用機理、性能及其應用等方面的差異？靈敏度分為陽極靈敏度S 和陰極靈敏度S 。S I /和S I /，靈敏度高，響應A K K K A A4IG A快；電流增益： IK

SSA K

；伏安特性，供電電壓高；光電特性；暗電流；噪聲與噪聲等效功率。應用：光電導器件光生伏特器件光電探測器件的光電響應特性〔即什么狀況下產(chǎn)生光電變換以及光電變化的強弱〕和入射的光波長以及入射的光功率之間的關系如何？光電轉化的條件是：入射光子的能量至少要等于逸出功時，才能發(fā)生光電放射。即c入射光的頻率，或者入射光的。強弱的影響因素是入射光的光強。cEhhc510mm2。在1000W/m2u0.55V,I12mA。試求：在(200~700)W/m2光照下，保證線性電壓輸出的負載電阻值和電壓變化值。5200”1U” U 2.6102Inp0.552.6102In 0.508V200”1oc1 oc p 1000p” 200Ai” i 112mA 2.4mAsc1 sc p 1000AU”R 0.6L1

oc1127i”sc1

p” 700U” U

2.6102In 10.552.6102In oc2i” i

oc p 10002p” 12mA700A8.4mA2sc2 sc p 1000AU”R 0.6L2

oc238.64i”sc2負載阻值變化為38.64~1270.51V~050VGDB20的陰極光照靈敏度60A/lm15mm11照靈敏度為100A/lm，長期使用陽極電流應限制在4A以下。試問：該PMT的陰極面極限入射光通量應當為多少？100mA/lmG

1.67106I

4A 2.4106 Ak G GI KISK

106A60A/lm

4108(lm)75K0.1mV0.25mV時，入射光照度變化是多少lx？6U0.25mV 0.1mV 0.15mVUI 2103AA RII K GI

1.21019A SK 21011(lm)KE V A

1.132107lm/m2GDB20的倍增極材料的倍增系數(shù)0.2(U )0.7。計算它的供電電源電壓DD和分壓電阻鏈的電阻值〔假設分壓電阻電流不小于陽極電流的10倍〕？G n1.67 10 6 11 3.68 0.2U

0.7DDU 64 .10 VDDU U電源 DD

12 769 .24 VI 10 4A 40 ADDU 電源DD IDD

1.610 6光電放射和二次電子放射兩者有哪些不同？簡述光電倍增管的工作原理。光電放射即光電效應，入射的為光，當入射光的頻率大于截止頻率時就會發(fā)生光電效應。二次電子放射即入射的為電子，在光電倍增管中不斷的激發(fā)出更多的二次電子。現(xiàn)有GDB-423型光電倍增管的光電陰極面積為2cm2，陰極靈敏度25A/lm，倍增系統(tǒng)的放大倍數(shù)為105，陽極額定電流為200A，求允許的最大光照度？G10525A/lmK陽極電流：IAI

GIK

G(SK

)SGA 8105(lm)SK 8105E 0.4lm/m2V A 2104第四章7寬度為1.39eV，那么其中心波長應當為多少？波長波速頻率，波速由介質(zhì)打算，頻率由波源打算。c

1.24E

1.241.39

0.892m激光器的構造和發(fā)光原理如何？激光有什么特點？激光器分為哪幾類？主要用途是什么？構造：通常激光器都是有三局部組成的，即激光工作介質(zhì)。泵浦源和光學諧振腔。發(fā)光原理：用光照、放電等方法從外接不斷地向發(fā)光物質(zhì)輸入能量，把出在下能級的發(fā)光E2E1的粒子數(shù)密度，這種狀態(tài)稱為粒子數(shù)反轉。只要使發(fā)光物質(zhì)出于粒子數(shù)反轉狀態(tài)，受激輻射就會大于受激吸收。當頻率為(E E)/h的光束通過發(fā)光物質(zhì)，光強就會放大。這就是激光放大器的2 1原理。特點：單色性好，即頻率統(tǒng)一。相干性好，受激輻射的光子在相位上是全都的。方向性好，激光的發(fā)散角小，幾乎是一個平行光。亮度高。主要用途：激光加工系統(tǒng)，激光加工工藝：激光焊接、激光切割、激光打孔等。激光用于醫(yī)學上。白熾燈是屬于相干光還是非相干光？He-Ne激光器、LEDLD呢？白熾燈和LED光是非相干光。原子發(fā)光方向、時刻不確定，頻率不一樣，不能發(fā)生干預。He-NeLD是相干光。頻率一樣，可以發(fā)生干預。LEDLD的發(fā)光機理有何異同？波長如何打算？LD放射的是相干光，LED放射的是費相