光学工程师笔试题目精修订

第一章习题1、已知真空中的光速c＝3 m/s，求光在水（n=1.333）、冕牌玻璃（n=1.51）、火石玻璃（n=1.65）、加拿大树胶（n=1.526）、金刚石（n=2.417）等介质中的光速。

解：则当光在水中，n=1.333时，v=2.25 m/s,当光在冕牌玻璃中，n=1.51时，v=1.99 m/s,当光在火石玻璃中，n＝1.65时，v=1.82 m/s，当光在加拿大树胶中，n=1.526时，v=1.97 m/s，当光在金刚石中，n=2.417时，v=1.24 m/s。

2、一物体经针孔相机在屏上成一60mm大小的像，若将屏拉远50mm，则像的大小变为70mm,求屏到针孔的初始距离。

解：在同种均匀介质空间中光线直线传播，如果选定经过节点的光线则方向不变，令屏到针孔的初始距离为x，则可以根据三角形相似得出：所以x=300mm即屏到针孔的初始距离为300mm。

3、一厚度为200mm的平行平板玻璃（设n=1.5），下面放一直径为1mm的金属片。

若在玻璃板上盖一圆形纸片，要求在玻璃板上方任何方向上都看不到该金属片，问纸片最小直径应为多少？解：令纸片最小半径为x,则根据全反射原理，光束由玻璃射向空气中时满足入射角度大于或等于全反射临界角时均会发生全反射，而这里正是由于这个原因导致在玻璃板上方看不到金属片。

而全反射临界角求取方法为：(1)其中n2=1, n1=1.5,同时根据几何关系，利用平板厚度和纸片以及金属片的半径得到全反射临界角的计算方法为：(2)联立（1）式和（2）式可以求出纸片最小直径x=179.385mm，所以纸片最小直径为358.77mm。

4、光纤芯的折射率为n1、包层的折射率为n2,光纤所在介质的折射率为n0，求光纤的数值孔径（即n0sinI1,其中I1为光在光纤内能以全反射方式传播时在入射端面的最大入射角）。

解：位于光纤入射端面，满足由空气入射到光纤芯中，应用折射定律则有：n0sinI1=n2sinI2 (1)而当光束由光纤芯入射到包层的时候满足全反射，使得光束可以在光纤内传播，则有：(2)由（1）式和（2）式联立得到n0 sinI1 .5、一束平行细光束入射到一半径r=30mm、折射率n=1.5的玻璃球上，求其会聚点的位置。

⼯程光学题库（标记版本）⼀、填空题1、光的折射定律数学表达式为__f a λ'__________________ ，反射定律可看作是折射定律在__________时的⼀种特殊情况。

2、当保持⼊射光线的⽅向不变，⽽使平⾯镜转15°⾓，则反射光线将转动⾓。

3、光线通过平⾏平板折射后出射光线⽅向___ ___,但会产⽣轴向位移量，当平⾯板厚度为d ，折射率为n ，则在近轴⼊射时，侧移量为_____________ 。

4、两列波相⼲的条件 ____ ___________ ，_____________ _ ， _______ __________ 。

5、单个折射球⾯横向放⼤率β= ，当-1<β<0时，成像性质为。

6、1/4波⽚的附加相位差为_________________,线偏振光通过1/4波⽚后，出射光将变为___________________ 。

7、光轴是晶体中存在的特殊⽅向,当光在晶体中沿此⽅向传播时不产⽣________________。

n e8、在光的衍射装置中，⼀般有光源、衍射屏、观察屏，则衍射按照它们距离不同可分为两类，⼀类为________ ，另⼀类为___________ 。

9、假设光波的偏振度为p ，则p=0时表⽰____ ____ ，p=1时表⽰_____ _____ ,010、在迈克尔逊⼲涉仪中，⽤单⾊光源直接照明，若反射镜M 1，M 2严格垂直，则可观察到若M 1与M 2’间的厚度每减少_______的距离,在条纹中⼼就⼀个条纹。

11、光波的振动⽅向与传播⽅向互相____ __,所以光波是___ ____。

12、在单缝衍射中，设缝宽为a ，光源波长为λ，透镜焦距为f ′，则其衍射暗条纹间距e 暗=____ ___ ，条纹间距同时可称为。

13、光线通过双平⾯镜后，其⼊射光线与出射光线的夹⾓为50°，则双平⾯镜的夹⾓为_______ 。

光学考试题汇总1一、填空题（40分，每小题4分）1．光的相干条件为频率相同、振动方向相同和相位差恒定。

2．在杨氏干涉实验中，双孔距离为0.45mm ，孔与接受屏幕的距离为1.2m ，测得屏幕上10个纹之间的距离为1.5cm ，则对应的光源的波长为 6250oA3.分解波列的方法有：（1）_____ 分波前法 __（2）____ 分振幅法_其常见实例有（每种类举例2个）：___分波前法：杨氏干涉和洛埃镜干涉____ ______分振幅法：薄膜干涉和迈克耳孙干涉______。

4.把直径为D 的细丝夹在两块平玻璃砖的一边形成尖劈形空气层（如图），在钠黄光（λ=0.5893μm ）的垂直照射下形成如图上方所示的干涉条纹，则D= 2.36μm5.在迈克耳孙干涉仪中，反射镜移动了0.33mm ，测得条纹变动了192次，则此光波的波长为3.438m μ6.在迈克耳孙干涉中，当1M 与'2M 靠得较近且平行时，其干涉条纹的形状为同心圆环，当1M 逐渐向'2M 靠近时，条纹将变得越来越疏（填疏或密）；当1M 与'2M 靠得较近，并存在小夹角时，其干涉条纹的形状为等间隔的平行线。

7.测的牛顿环从中间数第五环和第十五环的半径分别为mm 7.0和mm 7.1,则透镜的曲率半径为 381mm （设光波波长为m μ63.0）。

8.光的衍射可分为菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射两大类。

9.在多缝夫琅和费衍射中，单缝衍射因子的作用是：__影响强度在各主级强之间的分配_ 。

10.光栅性能的主要标志有_ 色散本领和色分辨本领 ___ ，它们分别与光栅常数d 、缝数N 和衍射光谱的级数j 的关系为色散本领与光栅常数d 成反比，与衍射光谱的级数j 成正比，与缝数N 无关 ; 色分辨本领与衍射光谱级数k 和缝数N成正比；与光栅常数d 无关。

11.设三角棱镜的顶角为60°，折射率为则最小偏向角为30°, 此时入射角为 45 。

光学例题解答与讨论1．一个直径为200mm的玻璃球，折射率为1.53，球内有两个小气泡，从球外看其中一个恰好在球心。

从最近的方位去看另一个气泡，它位于球表面和球心的中间。

求两气泡的实际位置。

（解题思路）玻璃球内部的气泡作为实物经单球面折射成像。

由于人眼的瞳孔直径很小，约2—3毫米，且是从离气泡最近的方位观察，所以本题是单球面折射的近轴成像问题。

题中给出的是像距s’, 需要求的是物距是s解：（1）n=1.53 n’=1.00 r=-100mm s’=-100mm 代入成像公式 s=-100mm 物为实物，且和像的位置重合，且位于球心。

（2）对另一个气泡，已知n=1.53;n’=1.00; r=-100mms’=-50mm . 代入成像公式气泡为实物，它的实际位置在离球心（100-60.47）=39.53mm的地方。

讨论：对于第一个气泡，也可以根据光的可逆性来确定。

因为第一个气泡和像是重合的，由可逆性将像视为物,经球面折射后仍成在相同的位置。

所以像和物只能位于球心。

2. 在制作氦氖激光管的过程中，常采用如图的装置。

已知目镜L1的焦距是2㎝、物镜L2的焦距是2㎝。

凹面镜的曲率半径是8㎝。

（1）调节L2使L1和 L2之间的距离为5㎝， L2和 L3之间的距离为10㎝，求L2前1cm的叉丝P经光学系统后成的像的位置。

（2）当L1和 L2之间的距离为5㎝时，若人眼通过目镜能观察到一个清楚的叉丝像，问L2和 L3之间的距离为多少？·解：(解题思路) 物点P经前面的系统成像，即直接经L1成像(P1’); 同时经后面的系统成像，即先后经L2成像(P2’)、经L3反射成像(P3’)后光线方向发生改变，再经L2成像(P4’)和L1成像(P5’)。

（1）P对L1直接成像P1’；s1=-4cm, f1’=2cm 根据透镜成像公式111−= 得：s'sf' s1'=位置位于在L1的左侧4㎝处。

光学工程师岗位笔试题目1．135相机镜头焦距50mm(底片尺寸36×24㎜) （1）相机视场角如何计算？（可只列公式）（2）想将焦距扩大到100㎜，如何处理？2.变焦距镜头需要满足什么要求？轴上移动一个镜片或镜组（镜组中间无固定镜片）最多能形成几个视场？3.简述七种像差的含义及对成像质量的影响？4，如何控制球差？5，那些光学系统为大像差系统？大像差系统如何评价像质量6，简述光学系统损耗光能得原因和提高光学系统透光率的方法？7，ZEMAX软件中像差评价函数SPHA与实际像差有什么差别？8, 简述ZEMAX软件如何进行公差分析？9，简述非球面，衍射光学面在光学系统中有什么作用？10，谈谈你用光学软件ZEMAX软件进行光学系统优化的体会？08年北交光学工程复试笔试题目光电子学一，解释下列概念（8分/个）1，受激辐射:当原子处于激发态E2时，如果恰好有能量（这里E2 ）E1）的光子射来，在入射光子的影响下，原子会发出一个同样的光子而跃迂到低能级E1上去，这种辐射叫做受激辐射。

2，增益饱和:在抽运速率一定的情况下，当入射光的光强很弱时，增益系数是一个常数；当入射光强增大到一定程度后，增益系数随光强的增大而减小。

3，谐振腔作用：1，提供光学正反馈作用，在腔内建立并维持激光振荡过程。

2，产生对实际振荡光束的限制作用，即模式限制作用。

4，拉曼-乃兹声光效应5，夫兰茨-凯尔迪什效应6，非线性光学7，光电导效应8，散粒噪声9，光波导色散特性10，主动锁模：主动锁模指的是通过由外部向激光器提供调制信号的途径来周期性地改变激光器的增益或损耗从而达到锁模目的。

二，简答1，光电探测器的本质2， CCD由哪几部分构成，和作用3，电光调Q的基本方法4，选横模的基本思想5，由被动锁模激光器的锁模激光形成过程，说明锁模激光脉冲与调Q脉冲区别6，模间，模内色散区别7，集成光学电光波导相位调制器的基本思想1、TEM 00 高斯光束的强度图为2、Nd:YAG 激光器是典型的激光器。

北航工程光学考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光的干涉现象产生的条件是：A. 光的频率相同B. 光的相位相同C. 光的振幅相同D. 光的传播方向相同答案：AB2. 以下哪种光学元件可以改变光的传播方向？A. 透镜B. 反射镜C. 滤光片D. 光栅答案：B3. 光学系统中的像差主要包括：A. 球差B. 色差C. 像散D. 以上都是答案：D4. 光的偏振现象说明光是：A. 横波B. 纵波C. 椭圆波D. 圆波答案：A5. 以下哪种材料不是光学材料？A. 石英B. 玻璃C. 塑料D. 橡胶答案：D6. 光纤通信中使用的光纤是：A. 单模光纤B. 多模光纤C. 单模和多模光纤D. 以上都不是答案：C7. 激光的相干性比普通光源好，主要是因为：A. 激光的频率单一B. 激光的相位一致C. 激光的振幅一致D. 激光的强度高答案：B8. 光学系统中的景深是指：A. 物体到镜头的距离B. 镜头到成像平面的距离C. 物体到成像平面的距离D. 允许物体在一定范围内移动而成像仍然清晰的范围答案：D9. 光学成像中，物体与像之间的距离称为：A. 焦距B. 物距C. 像距D. 焦距和物距之和答案：C10. 以下哪个参数不是描述透镜光学性能的？A. 焦距B. 光圈C. 景深D. 分辨率答案：C二、填空题（每题2分，共20分）1. 光的折射定律，也称为斯涅尔定律，其表达式为：n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)，其中n1和n2分别是光从介质1到介质2的________和________。

答案：折射率2. 光学系统中，透镜的焦距越短，其视场角越________。

答案：大3. 光学成像中，当物体距离透镜的距离大于透镜的焦距时，成像为________。

答案：实像4. 激光的产生原理是基于________效应。

答案：受激辐射5. 光纤通信中，信号的传输是通过________来实现的。

答案：光波6. 光学系统中，为了减少像差，通常采用________透镜。

光学工程师笔试题目
光学工程师岗位笔试题目
1．135相机镜头焦距50mm(底片尺寸36×24㎜)
（1）相机视场角如何计算（可只列公式）
（2）想将焦距扩大到100㎜，如何处理
2.变焦距镜头需要满足什么要求轴上移动一个镜片或镜组（镜组中间无固定镜片）最多能形成几个视场
3.简述七种像差的含义及对成像质量的影响
4，如何控制球差
5，那些光学系统为大像差系统大像差系统如何评价像质量
6，简述光学系统损耗光能得原因和提高光学系统透光率的方法
7，ZEMAX软件中像差评价函数SPHA与实际像差有什么差别8, 简述ZEMAX软件如何进行公差分析
9，简述非球面，衍射光学面在光学系统中有什么作用10，谈谈你用光学软件ZEMAX软件进行光学系统优化的体会。

一、简要回答下列问题1． 画两个图，分别标出各向同性介质中和晶体中（只画非常光）D J J G 、E J J G 、B J G 、H JJ G 、、K J J GS J G之间的方向关系。

解：如图所示：E J J G DJ J G S J G KJ J G H JJ G BJ G 各向同性介质中DJ J G 晶体中xy光轴z2． 氦的587.6 nm 谱线的宽度为0.0025 nm ，用它作迈克耳逊干涉仪的光源。

当移动一臂中的反射镜，最多能在多大移动距离内观察到干涉条纹？解：最大干涉光程（相干长度）20.138m L λλ==Δ故最大移动距离 0.069m 2Lh ==3． 假定光源的波长范围是400~550 nm ，入射光垂直入射到光栅上，问光谱从第几级开始相互重叠？为什么？解：由于不同波长的光通过光栅的角色散不同，对应接收屏上条纹间距不同，所以不同波长不同级次的光谱会重叠。

取光谱范围两端的衍射光进行计算，设从m 级开始重叠，则 m × 550 = (m+1) × 400得到m = 2.67，取整得到m = 3，即从第3级开始重叠。

4． 通常用干涉滤光片获得单色光，指出描述干涉滤光片特性的主要参数有哪些？ 解：主要参数包括：中心波长，波长半宽度和中心波长峰值透过比。

5． 两个正交偏振器之间插入一块波片，强度为I λ/20的单色光通过这一系统，如果将波片绕光的传播方向旋转一周，问将看到几个光强极大值和极小值？并指出相应的波片方位及光强数值。

解：分别将看到4个极大和4个极小值。

当波片快轴平行或垂直于起偏器光轴时完全消光，出现极小值，光强为0；当波片光轴与偏振器光轴成45度角时，光强极大，为I 0/2。

6． 正弦光栅在自身所在平面内平移或转动时，对夫琅和费衍射场或透镜后焦面上的衍射斑有什么影响？解：根据夫琅和费衍射与傅里叶变换的关系可知：正弦光栅在自身所在平面内移动时，衍射斑光强分布不变，相位分布发生一定变化； 在自身所在平面内转动时，衍射斑光强、相位分布均随之旋转。

1．在单缝衍射中，设缝宽为a ，光源波长为λ，透镜焦距为f ´，则其衍射暗条纹间距e 暗=f aλ'，条纹间距同时可称为线宽度。

2．当保持入射光线的方向不变，而使平面镜转15°角，则反射光线将转动30° 角。

3．光线通过平行平板折射后出射光线方向__不变_ ___ ,但会产生轴向位移量，当平面板厚度为d ，折射率为n ，则在近轴入射时，轴向位移量为1(1)d n- 。

4．在光的衍射装置中，一般有光源、衍射屏、观察屏，则衍射按照它们距离不同可分为两类，一类为 菲涅耳衍射，另一类为 夫琅禾费衍射 。

5．光轴是晶体中存在的特殊方向,当光在晶体中沿此方向传播时不产生双折射。

n e <n o 的单轴晶体称为负单轴晶体 。

6．1/4波片的附加相位差为(21)0,1,2, (2)m m π+=±±,线偏振光通过1/4波片后，出射光将变为 椭圆偏振光或圆片遮光 。

7．单个折射球面横向放大率β=nl n l'' ，当-1<β<0时，成像性质为 物像处于球面的两侧，成倒立缩小像 。

8．两列波相干的条件 有方向相同的振动分量 、振动频率相同 、 相位差稳定_。

9.假设光波的偏振度为p ，则p=0时表示 自然光，p=1时表示线偏振光,0<p<1时表示部分偏振光。

10.菲涅尔圆孔衍射图样的中心点可能是明的，也可能是暗的，而夫琅和费衍射图样的中心点是明 的。

11.光波的振动方向与传播方向互相 垂直 ,所以光波是横波 。

12.当自然光以布儒斯特角入射至两各向同性介质界面上，其反射光为线偏振光，折射光为_部分 偏振光。

13.光线通过双平面镜后，其入射光线与出射光线的夹角为50°，则双平面镜的夹角为25° 。

14.在迈克尔逊干涉仪中，用单色光源直接照明，若反射镜M 1、M 2严格垂直，则此时发生 等倾（等倾或等厚）干涉，可观察到中央或明或暗的一系列同心圆环，圆环中央疏、边缘密_（描述条纹特点）,若M 1与M 2’间的厚度每减少2λ的距离,在条纹中心就消失 一个条纹。

光学设计考试题及答案1. 光学设计中的基本概念- 什么是光学系统的焦距？- 简述光学系统的视场和视场角。

2. 光学系统的基本类型- 列举三种常见的光学系统类型，并简要说明其特点。

3. 光学设计中的参数- 解释什么是光学系统的光圈数和相对孔径。

- 描述焦距与视场角之间的关系。

4. 光学系统的成像质量评价- 什么是光学系统的分辨率？- 简述光学系统的色差和如何减少色差。

5. 光学设计中的像差分析- 列举并解释五种主要的像差类型。

- 描述如何通过光学设计减少像差。

6. 光学设计中的光学元件- 简述透镜和反射镜在光学设计中的作用。

- 解释什么是光学滤波器及其作用。

7. 光学系统的设计与优化- 描述光学系统设计的基本步骤。

- 简述如何使用计算机辅助设计（CAD）软件进行光学系统优化。

8. 现代光学设计技术- 简述衍射光学元件（DOE）的概念及其在光学设计中的应用。

- 描述自由曲面光学元件的优势和设计挑战。

答案1. 光学设计中的基本概念- 焦距是光学系统成像点到焦点的距离。

- 视场是光学系统能够观察到的区域，视场角是该区域的夹角。

2. 光学系统的基本类型- 望远镜、显微镜和相机镜头是三种常见的光学系统类型。

望远镜用于观察远距离物体，显微镜用于观察微小物体，相机镜头用于捕捉图像。

3. 光学设计中的参数- 光圈数是光学系统光圈直径与焦距的比值，相对孔径是光圈直径与焦距的比值。

- 焦距越短，视场角越大。

4. 光学系统的成像质量评价- 光学系统的分辨率是指系统能够区分两个相邻物体的最小距离。

- 色差是由于不同波长的光在光学系统中的折射率不同而产生的，可以通过使用消色差透镜来减少。

5. 光学设计中的像差分析- 主要的像差类型包括球面像差、色差、场曲、畸变和像散。

- 通过选择合适的光学元件组合和调整光学系统参数来减少像差。

6. 光学设计中的光学元件- 透镜用于聚焦或发散光线，反射镜用于改变光线的传播方向。

- 光学滤波器用于选择性地传输特定波长的光，用于改善成像质量或实现特定效果。