光学库管员专业考试题及答案

光学库管员专业考试题及答案

一、单选题（每题2分，共20分）

1.光学零件的清洁通常使用（）进行（1分）A.无水酒精B.汽油C.清水D.乙醚【答案】A【解析】光学零件清洁常用无水酒精，因其能有效溶解油脂且不损伤零件表面

2.光学系统中的阿贝数（Abbenumber）主要表征（）（1分）A.分辨率B.色差C.相对照度D.散焦程度【答案】B【解析】阿贝数衡量光学系统色散性能，数值越大色差越小

3.下列哪种镜头焦距最短（）（1分）A.广角镜头B.标准镜头C.长焦镜头D.变焦镜头【答案】A【解析】广角镜头具有最短的焦距，视角范围最大

4.光学系统中的MTF（调制传递函数）主要描述（）（1分）A.光学畸变B.点扩散斑C.图像对比度D.光谱透过率【答案】C【解析】MTF反映光学系统传递图像细节的能力，即图像对比度随空间频率的变化

5.光学零件的表面粗糙度通常用（）表示（1分）A.Ra值B.Rq值C.Rmax值D.Ry值【答案】A【解析】Ra是表面粗糙度的算术平均偏差，是国际通用表征标准

6.光学系统的色差主要来源于（）（1分）A.光束直径B.球差C.光谱色散D.像散【答案】C【解析】色差由不同色光折射率差异导致，属于光谱色散现象

7.光学零件的应力双折射现象主要影响（）（1分）A.透过率B.反射率C.折射率D.吸收率【答案】C【解析】应力双折射使材料产生附加双折射率，直接改变光线折射行为

8.光学系统的透过率一般用（）表示（1分）A.TB.RC.AD.D【答案】A【解析】光学元件或系统透过率用T表示，反映光能通过效率

9.光学加工中常用的研磨材料（）（1分）A.碳化硅B.氧化铝C.氮化硼D.石英砂【答案】B【解析】氧化铝因其硬度适中且颗粒均匀，是光学研磨的主流材料

10.光学系统中的渐晕现象是指（）（1分）A.像差B.光束截面积变化C.色散D.相对照度不均【答案】D【解析】渐晕指成像光束强度随视场角变化，导致像面照度不均匀

二、多选题（每题4分，共20分）

1.光学零件的检验项目包括（）（4分）A.表面粗糙度B.光学不均匀性C.折射率D.应力双折射E.材料缺陷【答案】A、D、E【解析】检验项目主要关注表面质量、内部应力和材料完整性，折射率通过光谱检测而非常规检验

2.光学系统设计的基本要求（）（4分）A.像差平衡B.色差补偿C.相对照度均匀D.光谱透过率稳定E.阿贝数大【答案】A、B、C【解析】设计要求主要关注成像质量、色差控制和照度均匀性，光谱透过率和阿贝数根据应用需求确定

3.光学零件的存储环境要求（）（4分）A.温度稳定B.湿度低C.避光D.静电防护E.垂直放置【答案】A、B、C、D【解析】存储环境需控制温湿度、避免光照和静电，放置方式根据零件类型决定

4.光学加工的检测项目（）（4分）A.表面形貌B.光学参数C.尺寸精度D.表面缺陷E.色差【答案】A、C、D【解析】加工检测侧重形貌、尺寸和表面质量，光学参数和色差属于系统级检测内容

5.光学镜头的分类依据（）（4分）A.焦距B.光圈C.视角D.像差校正E.相对照度【答案】A、C、D【解析】镜头分类主要依据焦距、视角范围和像差校正能力，光圈和相对照度属于技术参数而非分类标准

三、填空题（每题2分，共16分）

1.光学零件的清洁应使用______、______和______三种工具（4分）【答案】气枪、软笔、专用擦拭布

2.光学系统的MTF值通常在______和______处进行检测（4分）【答案】5lp/mm；50lp/mm

3.光学零件的研磨通常分为______、______和______三个阶段（4分）【答案】粗研；精研；抛光

4.光学镜头的焦距单位是______，色差单位是______（4分）【答案】毫米；纳米

5.光学零件的应力双折射检测通常使用______仪器（4分）【答案】偏光干涉仪

6.光学系统中的渐晕系数范围通常在______至______之间（4分）【答案】0；

0.

57.光学加工的研磨液通常添加______、______和______三种添加剂（4分）【答案】表面活性剂；润滑剂；pH调节剂

8.光学零件的存储温度通常控制在______±______℃范围内（4分）【答案】18；2

四、判断题（每题2分，共10分）

1.光学零件的清洁可以使用酒精湿巾直接擦拭表面（）（2分）【答案】（×）【解析】直接擦拭可能导致酒精残留或划伤表面，应先用气枪吹净再用软笔擦拭

2.光学系统的色差可以通过增加透镜个数来完全消除（）（2分）【答案】（×）【解析】色差只能通过特殊光学材料组合部分补偿，无法完全消除

3.光学零件的研磨加工通常会产生残余应力（）（2分）【答案】（√）【解析】研磨过程材料去除不均匀会形成内应力，需通过退火处理消除

4.光学镜头的渐晕现象只会影响图像亮度（）（2分）【答案】（×）【解析】渐晕还会导致图像边缘畸变和对比度下降

5.光学零件的表面粗糙度Ra值越小越好（）（2分）【答案】（×）【解析】过小粗糙度可能无法有效散射杂散光，需根据应用需求确定合理范围

五、简答题（每题5分，共15分）

1.简述光学零件研磨加工的基本步骤及其原理（5分）【答案】基本步骤

（1）粗研去除毛坯表面大部分材料，形成基本形状；

（2）精研控制磨料颗粒尺寸，提高表面形貌精度；

（3）抛光使用极细磨料和化学腐蚀作用，获得镜面光洁度原理通过机械切削和化学抛光协同作用，逐步去除材料表面缺陷，达到设计形貌要求

2.说明光学系统设计时需要考虑的主要像差及其控制方法（5分）【答案】主要像差

（1）球差轴上点成像光束焦点不重合，通过正负透镜组合校正；

（2）慧差视场边缘像点成椭圆形，通过非球面或像差校正片补偿；

（3）像散视场边缘像点成两条直线，通过双胶合透镜组合消除；

（4）场曲不同视场焦平面不重合，通过曲率半径匹配校正控制方法通过光学参数优化、特殊光学材料选用和结构设计实现

3.分析光学零件存储时需要注意的关键环境因素及其影响（5分）【答案】关键因素

（1）温度温度波动导致材料热胀冷缩和折射率变化，需控制在18±2℃；

（2）湿度高湿度易产生霉变和锈蚀，相对湿度应保持在40%-60%；

（3）光照紫外线会加速材料老化，需避光存储；

（4）振动振动可能损坏精密表面，需静置平衡后存放；

（5）洁净度灰尘会污染表面，需存放在洁净环境中影响环境因素直接影响光学零件的表面质量、光学参数稳定性和使用寿命

六、分析题（每题10分，共20分）

1.某光学系统要求在可见光波段（400-700nm）实现低色差成像，设计时如何通过光学参数优化实现？（10分）【答案】设计策略

（1）材料选择选用阿贝数差异小的光学玻璃，如F2和C级玻璃组合；

（2）结构设计采用双胶合透镜结构，通过正负透镜色散互补；

（3）参数优化精确计算焦距比和透镜曲率，使色散系数之和最小；

（4）补偿设计增加消色差滤光片，选择性阻挡特定波段光线；

（5）检测校正通过光谱测试确定色差分布，进行参数迭代优化关键点需综合考虑材料色散特性、结构色散补偿和系统级色差测试

2.分析光学镜头渐晕现象产生的原因及其对成像质量的影响，并提出改善措施（10分）【答案】产生原因

（1）光阑限制光圈叶片遮挡中心光束导致边缘光束强度减弱；

（2）像差累积球差、慧差等像差使边缘光束路径差异增大；

（3）系统设计为控制其他像差可能牺牲边缘光束通过率对成像质量影响

（1）亮度衰减图像中心与边缘亮度不均；

（2）对比度下降边缘细节信息丢失；

（3）畸变边缘直线呈现弧形改善措施

（1）优化光阑位置将光阑设在物方无穷远，使光束通过面积最小；

（2）增加渐晕校正透镜在像方增加特殊设计的透镜组；

（3）采用非球面通过非球面设计优化边缘光束路径

七、综合应用题（每题25分，共50分）

1.某光学系统由两块透镜组成，第一块透镜焦距为f1，折射率为n1，第二块透镜焦距为f2，折射率为n2，两透镜相距d系统要求在波长λ=550nm时实现最小球差，试推导该系统的球差公式，并计算当f1=100mm、f2=200mm、d=50mm、n1=

1.

5、n2=

1.6时的球差值（25分）【答案】球差公式推导

（1）轴上点球差公式S=n1-1/n1·f1+n2-1/n2·f2-d；

（2）代入参数S=

0.5/

1.5×100+

0.6/

1.6×200-50=

133.3mm；

（3）实际计算需考虑透镜曲率、材料色散和偏心距影响，本简化模型仅作定性分析

2.某光学零件要求表面粗糙度Ra=

0.1μm，检测时发现边缘区域粗糙度显著增大，试分析可能的原因并提出改进措施（25分）【答案】原因分析

（1）研磨压力不均边缘区域压力大导致塑性变形；

（2）磨料不均匀边缘区域磨料堆积或过耗；

（3）夹具设计不合理边缘悬空导致振动加剧；

（4）环境湿度过高水分在边缘区域残留形成研磨障碍改进措施

（1）优化研磨夹具确保边缘区域与中心区域压力均匀；

（2）采用分区研磨先粗磨中心再逐步扩展到边缘；

（3）更换研磨液选用高流动性研磨液并加强搅拌；

（4）温湿度控制提高研磨室洁净度和温湿度稳定性；

（5）检测校正使用干涉仪逐点检测，对超差区域进行手工研磨修正---标准答案

一、单选题

1.A

2.B

3.A

4.C

5.A

6.C

7.C

8.A

9.B

10.D

二、多选题

1.A、D、E

2.A、B、C

3.A、B、C、D

4.A、C、D

5.A、C、D

三、填空题

1.气枪；软笔；专用擦拭布

2.5lp/mm；50lp/mm

3.粗研；精研；抛光

4.毫米；纳米

5.偏光干涉仪

6.0；

0.

57.表面活性剂；润滑剂；pH调节剂

8.18；2

四、判断题

1.×

2.×

3.√

4.×

5.×

五、简答题（略）

六、分析题（略）

七、综合应用题（略）---敏感词检查全文无学校名称、教师姓名、地区信息、联系方式、商业推广内容。