2022年深圳大學909工程光學考研初試大綱

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命題學院/部門(蓋章)：物理與光電工程學院

考試科目代碼及名稱：[909]工程光學

說明：可以使用簡單計算器

深圳大學碩士生入學考試“工程光學”課程大綱

一、考試的基本要求

本考試大綱適用于報考深圳大學物理與光電工程學院的光學工程和電子信息專業的碩士研究生入學考試。本門課程的考試旨在考核學生有關工程光學方面的基本概念、基本理論的掌握程度和實際解決光學問題的能力。要求考生熟悉工程光學的基本概念和基本理論，掌握工程光學的基本思想和方法，具有較強的邏輯推理能力和運算能力。

二、考試的內容及比例：

考試內容以郁道銀、談恒英主編《工程光學》(機械工業出版社)第4版為主，包括幾何光學和物理光學兩部分，試題內容比例各占50%。具體內容如下：

第一章 幾何光學基本定律與成像概念

1. 掌握幾何光學基本定律的內容、表達式、現象解釋和相關運算：1)光的直線傳播定律; 2)光的獨立傳播定律 ;3)反射定律和折射定律(全反射及其應用);4)光路的可逆性 ;5)費馬原理;6)馬呂斯定律。

2. 掌握完善成像條件的概念和相關表述。

3. 掌握應用光學中的符號規則，掌握近軸光線的光路計算公式。

4. 掌握單個折射球面、反射球面的成像公式，包括垂軸放大率、軸向放大率、角放大率的定義、物理意義和相關計算。

5. 掌握共軸球面系統公式(包括過渡公式、成像放大率公式)及相關計算。

第二章 理想光學系統

1. 掌握共軸理想光學系統的基點、基面及某些特殊點的性質、共軛關系和經過光線的性質，其中包括：1)無限遠的軸上(外)物點、其共軛像點及光線;2)無限遠的軸上(外)像點的對應物點及光線的性質;3)物方主平面與像方主平面的性質;4)光學系統的節點及性質。

2. 掌握圖解法求像的方法，會作圖求像。

3. 掌握解析法求像方法(牛頓公式、高斯公式)及相關計算。

4. 掌握理想光學系統垂軸放大率、軸向放大率和角放大率的定義、計算公式、物理意義及其與單個折射球面公式的異同，理想光學系統兩焦距之間的關系，理想光學系統的組合公式和正切計算法。

第三章 平面與平面系統

1. 掌握平面光學元件的種類和作用。

2. 掌握平面鏡的成像特點和性質，平面鏡的旋轉特性，光學杠桿原理和應用。

3. 掌握平行平板的成像特性，近軸區內的軸向位移公式及相關計算。

4. 掌握反射棱鏡的種類、基本用途、成像方向判別、等效作用與展開。

5. 掌握折射棱鏡的作用，掌握其最小偏向角公式及應用，光楔的偏向角公式及其應用。

第四章 光學系統中的光闌與光束限制

1. 掌握孔徑光闌、入瞳、出瞳、孔徑角的定義及它們的關系。

2. 掌握視場光闌、入窗、出窗、視場角的定義及它們的關系。

3. 掌握漸暈、漸暈光闌、漸暈系數的定義及漸暈光闌和視場光闌的關系。

4. 掌握光學系統(照相系統、望遠鏡系統、顯微鏡系統)中的光束限制。

5. 掌握物方遠心光路的工作原理。

6. 掌握光瞳銜接原則及其作用。

7. 掌握光學系統的景深。

第六章 光線的光路計算及像差理論

1. 掌握像差的定義、種類和消像差的基本原則

2. 掌握7種幾何像差(五種單色像差和兩種色差)的定義、影響因素、性質和消像差方法

第七章 典型光學系統

1. 掌握正常眼、近視眼和遠視眼的定義和特征，校正非正常眼的方法，眼睛調節能力計算。

2. 掌握視覺放大率的概念、表達式及其意義，與光學系統角放大率的異同點。

3. 掌握顯微鏡系統的概念和計算公式，包括：1)結構組成、成像關系、光束限制 2)視覺放大率公式 3)線視場公式 4)數值孔徑和出瞳D’ 5)物鏡的分辨率 6)顯微鏡的有效放大率 7)物鏡的景深 8)視度調節。

4. 掌握望遠系統的概念和計算公式，包括： 1)結構組成、成像關系、光束限制 2)視覺放大率公式 3)分辨率與視覺放大率的關系 4)有效分辨率和工作分辨率。

5. 掌握攝影系統的概念和計算公式，包括：1)結構組成、成像關系、光束限制 2)攝影物鏡的3個主要參數及其影響作用 3)分辨率公式 4)光圈的定義及其與孔徑光闌、分辨率、像面照度、景深的關系 5)景深公式及其影響因素 6)攝影物鏡的種類。

6. 掌握投影系統的概念和計算公式，包括：1)系統的基本要求 2)主要光學參數 3)其照明系統的銜接條件。

第九章 光學系統的像質評價

1. 掌握光學系統像質評價方法和各自的優缺點。

2. 掌握用MTF曲線和其下面積判斷光學系統的成像質量的方法和基本原理。

3. 掌握望遠物鏡、顯微物鏡、望遠目鏡、顯微目鏡和照相物鏡的像值評價要求和校像差要求。

第十一章 光的電磁理論基礎

1. 掌握電磁波的平面波解，包括：平面波、簡諧波解的形式和意義，物理量的關系，電磁波的性質等

2. 掌握球面波和柱面波的定義、方程表達式

3. 掌握光波的疊加原理和計算方法：兩個頻率相同、振動方向相同的單色光波的疊加;駐波;兩個頻率相同、振動方向互相垂直的單色光波的疊加;兩個不同頻率的單色光波的疊加。

4. 掌握相速度和群速度概念

第十二章 光的干涉和干涉系統

1. 掌握干涉現象的定義和形成干涉的條件

2. 掌握楊氏雙縫干涉性質、裝置、計算公式、條紋特點及其現象的應用

3. 掌握干涉條紋可見度的定義、影響因素及其相關概念(包括臨界寬度和允許寬度、空間相干性和時間相干性、相干長度和相干時間等)

4. 掌握平行平板的雙光束干涉定域面、干涉裝置、干涉條紋的性質和計算公式

5. 掌握楔形平板的雙光束干涉定域面、干涉裝置、干涉條紋的性質和計算公式

6. 掌握典型雙光束干涉系統(斐索、邁克爾遜)及其應用

7. 掌握平行平板的多光束干涉條件、裝置(法布里-珀羅干涉儀)、干涉條紋性質與計算

第十三章 光的衍射

1. 掌握衍射現象定義、衍射系統和分類。

2. 掌握惠更斯原理和夫瑯和費衍射公式。

3. 掌握巴比涅原理。

4. 掌握菲涅耳波帶法。

5. 掌握菲涅耳圓孔和圓屏衍射的基本性質。

6. 掌握菲涅耳波帶片的基本性質。

7. 掌握泰伯效應的相關概念和計算。

8. 掌握典型孔徑(如矩孔、單縫、圓孔和多縫等)的夫瑯和費衍射的光強分布公式和衍射條紋性質分析和相關計算。

9. 掌握光學成像系統的衍射和分辨本領。

10. 掌握衍射光柵(平面光柵、閃耀光柵、階梯光柵)的工作原理、光柵方程和特性和相關計算。

第十四章 傅里葉光學

1. 掌握平面波的復振幅分布和空間頻率。

2. 掌握復雜復振幅分布及其分解。

3. 掌握光波衍射的傅里葉分析方法。

4. 掌握透鏡的傅里葉變換性質和成像性質。

5. 掌握相干成像系統分析及相干傳遞函數。

6. 掌握非相干成像系統分析及光學傳遞函數。

7. 掌握阿貝成像理論與波特實驗。

第十五章 光的偏振和晶體光學基礎

1. 掌握自然光、偏振光和部分偏振光的定義、特點，偏振度的定義，從自然光獲取偏振光的方法。

2. 掌握布儒斯特定律。

3. 掌握晶體的雙折射現象。

4. 掌握馬呂斯定律和消光比。

5. 掌握晶體光學的基本概念(光軸、主平面、主截面、單軸晶體、正負晶體)。

6. 掌握各種偏振棱鏡、波片(l/4波片、l/2波片和全波片)和補償器的結構、工作原理和作用。

7. 掌握偏振矩陣表示，包括偏振光的瓊斯矢量表示、正交偏振、偏振器件的瓊斯矩陣表示和相關計算。

8. 掌握偏振光的變換和測定方法。

9. 掌握偏振光的干涉原理、裝置、公式、光強分布特性。

三、考試基本題型

試題類型可能包括：判斷題、選擇題、填空題、簡答題、作圖題、計算題等。試卷滿分為150分。