2026年光學(xué)工程基礎(chǔ)核心知識(shí)鞏固練習(xí)題及參考答案一、單選題（每題2分，共20題）1.在光學(xué)系統(tǒng)中，光闌的主要作用是控制系統(tǒng)的通光量，其極限情況是形成（）。A.焦點(diǎn)B.斑點(diǎn)C.色差D.漸暈2.光學(xué)系統(tǒng)中，阿貝成像定律描述的是（）。A.系統(tǒng)的色差校正B.系統(tǒng)的放大率不變性C.系統(tǒng)的漸暈特性D.系統(tǒng)的畸變校正3.光纖通信中，常用的低損耗波段是（）。A.紅外波段（1.55μm）B.可見(jiàn)光波段（400-700nm）C.紫外波段（100-300nm）D.毫米波波段（30-300GHz）4.在激光技術(shù)中，激光器的諧振腔通常采用（）。A.光纖布料B.金屬反射鏡C.透射式反射鏡D.空氣間隙5.光學(xué)系統(tǒng)中的色差主要來(lái)源于（）。A.系統(tǒng)的漸暈B.透鏡材料的色散C.光闌的位置D.系統(tǒng)的畸變6.光學(xué)系統(tǒng)中，漸暈現(xiàn)象是指（）。A.光束的散焦B.光束的偏振C.光束的部分遮擋D.光束的色散7.光纖通信中，常用的色散補(bǔ)償技術(shù)是（）。A.使用色散補(bǔ)償模塊B.增加光纖長(zhǎng)度C.降低傳輸速率D.增加光功率8.在光學(xué)設(shè)計(jì)中，高斯光束的腰半徑與束腰位置的關(guān)系由（）。A.諧振腔參數(shù)決定B.光闌位置決定C.材料色散決定D.光束傳播距離決定9.光學(xué)系統(tǒng)中，反射式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是（）。A.對(duì)環(huán)境振動(dòng)敏感B.光能損失小C.易產(chǎn)生色差D.對(duì)材料色散依賴高10.光纖傳感器中，常用的傳感原理是（）。A.干涉測(cè)量法B.頻率調(diào)制法C.振幅調(diào)制法D.相位調(diào)制法二、多選題（每題3分，共10題）1.光學(xué)系統(tǒng)中，影響成像質(zhì)量的因素包括（）。A.系統(tǒng)的色差B.系統(tǒng)的畸變C.系統(tǒng)的漸暈D.系統(tǒng)的像差2.光纖通信中，常用的光器件包括（）。A.光纖連接器B.光放大器C.光調(diào)制器D.光分路器3.激光器的輸出特性取決于（）。A.諧振腔設(shè)計(jì)B.泵浦源強(qiáng)度C.工作物質(zhì)特性D.溫度控制4.光學(xué)系統(tǒng)中的像差包括（）。A.球差B.色差C.像散D.畸變5.光纖傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域包括（）。A.溫度測(cè)量B.應(yīng)力測(cè)量C.振動(dòng)測(cè)量D.化學(xué)分析6.光學(xué)系統(tǒng)中，常用的光闌類(lèi)型包括（）。A.入瞳光闌B.出瞳光闌C.系統(tǒng)光闌D.節(jié)點(diǎn)光闌7.光纖通信中，常用的光放大技術(shù)包括（）。A.半導(dǎo)體光放大器（SOA）B.纖光放大器（EDFA）C.摻鉺光纖放大器（EDFA）D.激光放大器8.光學(xué)系統(tǒng)中的漸暈現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致（）。A.通光量減少B.成像質(zhì)量下降C.光束邊緣模糊D.系統(tǒng)效率降低9.激光器的輸出模式取決于（）。A.諧振腔長(zhǎng)度B.諧振腔寬度C.工作物質(zhì)增益D.諧振腔反射率10.光學(xué)系統(tǒng)中的色差校正方法包括（）。A.使用消色差透鏡B.增加光闌C.使用色散補(bǔ)償模塊D.改變透鏡曲率三、填空題（每空1分，共20空）1.光學(xué)系統(tǒng)的分辨率通常用__________來(lái)衡量。2.光纖通信中，常用的色散補(bǔ)償技術(shù)是__________。3.激光器的輸出功率取決于__________和__________。4.光學(xué)系統(tǒng)中的像差包括__________、__________和__________。5.光纖傳感器的傳感原理通常是__________或__________。6.光學(xué)系統(tǒng)中，__________是指光束的部分遮擋現(xiàn)象。7.光纖通信中，常用的光器件包括__________、__________和__________。8.光學(xué)系統(tǒng)中的色差主要來(lái)源于__________。9.激光器的諧振腔通常采用__________和__________。10.光學(xué)系統(tǒng)中的漸暈現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致__________和__________。四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共4題）1.簡(jiǎn)述光纖通信中色散補(bǔ)償技術(shù)的原理及其應(yīng)用。2.簡(jiǎn)述激光器的輸出模式及其影響因素。3.簡(jiǎn)述光學(xué)系統(tǒng)中漸暈現(xiàn)象的產(chǎn)生原因及其影響。4.簡(jiǎn)述光纖傳感器的傳感原理及其主要應(yīng)用領(lǐng)域。五、計(jì)算題（每題10分，共2題）1.已知某光纖的色散系數(shù)為0.2ps/km·nm，傳輸距離為50km，光源波長(zhǎng)為1550nm，求該光纖的色散值。2.已知某激光器的諧振腔長(zhǎng)度為1m，反射鏡反射率為0.9，工作物質(zhì)增益為1.2，求該激光器的閾值增益。參考答案及解析一、單選題1.B解析：光闌的極限情況是形成斑點(diǎn)，即光束完全被遮擋。2.B解析：阿貝成像定律描述的是系統(tǒng)的放大率不變性，即物像距離與系統(tǒng)參數(shù)無(wú)關(guān)。3.A解析：光纖通信中，1.55μm波段損耗最低，適用于長(zhǎng)距離傳輸。4.B解析：激光器的諧振腔通常采用金屬反射鏡，以保證高反射率。5.B解析：色差主要來(lái)源于透鏡材料的色散，即不同波長(zhǎng)的光折射率不同。6.C解析：漸暈現(xiàn)象是指光束的部分遮擋，導(dǎo)致通光量減少。7.A解析：色散補(bǔ)償技術(shù)通常使用色散補(bǔ)償模塊，抵消光纖的色散。8.A解析：高斯光束的腰半徑與束腰位置的關(guān)系由諧振腔參數(shù)決定。9.B解析：反射式系統(tǒng)光能損失小，適用于高功率應(yīng)用。10.A解析：光纖傳感器常用干涉測(cè)量法，通過(guò)光程差變化實(shí)現(xiàn)傳感。二、多選題1.A、B、C、D解析：系統(tǒng)像差包括色差、畸變、漸暈等，都會(huì)影響成像質(zhì)量。2.A、B、C、D解析：光纖通信中常用光連接器、光放大器、光調(diào)制器、光分路器等器件。3.A、B、C解析：激光器輸出特性取決于諧振腔設(shè)計(jì)、泵浦源強(qiáng)度、工作物質(zhì)特性。4.A、B、C、D解析：光學(xué)系統(tǒng)像差包括球差、色差、像散、畸變。5.A、B、C、D解析：光纖傳感器可應(yīng)用于溫度、應(yīng)力、振動(dòng)、化學(xué)分析等領(lǐng)域。6.A、B、C解析：光學(xué)系統(tǒng)中常用入瞳光闌、出瞳光闌、系統(tǒng)光闌。7.A、B、C解析：光纖通信中常用SOA、EDFA、EDFA光放大技術(shù)。8.A、B、C、D解析：漸暈會(huì)導(dǎo)致通光量減少、成像質(zhì)量下降、光束邊緣模糊、系統(tǒng)效率降低。9.A、C、D解析：激光器輸出模式取決于諧振腔長(zhǎng)度、工作物質(zhì)增益、反射率。10.A、C、D解析：色差校正方法包括使用消色差透鏡、色散補(bǔ)償模塊、改變透鏡曲率。三、填空題1.分辨率2.色散補(bǔ)償模塊3.泵浦源強(qiáng)度，工作物質(zhì)增益4.球差，色差，像散5.干涉測(cè)量法，相位調(diào)制法6.漸暈7.光纖連接器，光放大器，光調(diào)制器8.材料色散9.金屬反射鏡，透射式反射鏡10.通光量減少，成像質(zhì)量下降四、簡(jiǎn)答題1.光纖通信中色散補(bǔ)償技術(shù)的原理及其應(yīng)用解析：色散補(bǔ)償技術(shù)通過(guò)引入負(fù)色散光纖或色散補(bǔ)償模塊，抵消光纖的正色散，使不同波長(zhǎng)光束的傳播速度一致，從而提高傳輸距離和帶寬。該技術(shù)廣泛應(yīng)用于長(zhǎng)距離光纖通信系統(tǒng)。2.激光器的輸出模式及其影響因素解析：激光器的輸出模式包括基模和高階模，其影響因素包括諧振腔長(zhǎng)度、反射鏡反射率、工作物質(zhì)增益等?；９馐|(zhì)量高，高階模光束質(zhì)量較低。3.光學(xué)系統(tǒng)中漸暈現(xiàn)象的產(chǎn)生原因及其影響解析：漸暈現(xiàn)象是由于光闌的存在導(dǎo)致部分光束被遮擋，從而減少通光量。其影響包括通光量減少、成像質(zhì)量下降等。4.光纖傳感器的傳感原理及其主要應(yīng)用領(lǐng)域解析：光纖傳感器通過(guò)光程差變化（如干涉測(cè)量法）或相位變化（如相位調(diào)制法）實(shí)現(xiàn)傳感。主要應(yīng)用領(lǐng)域包括溫度、應(yīng)力、振動(dòng)、化學(xué)分析等。五、計(jì)算題1.色散值計(jì)算解析：色散值=色散系數(shù)×傳輸距離×波長(zhǎng)差色散值=