武汉大学印刷应用光学复习重点总结(15-16年度)

第一章：1、几何光学四项基本定律：光的直线传播定律：均匀介质中光总是沿直线传播的；光的独立传播定律：不同光源（非相干光）不同方向的光束独立传播；光的反射折射定律：符号正负光路可逆定律：2、全反射及其产生条件：在一定条件下，入射到介质上的光会全部反射回原来的介质中，而没有折射光产生，这种现象称为光的全反射现象。入射光由光密介质进入光疏介质；入射角必须大于临界角。3、光程、共轭、完善像：光程表示在相同的时间内光在真空中通过的路程共轭：对某一光组组成的光学系统来说，物体的位置固定后，总可以在一个相应的位置上找到物体所成的像，这种物象之间的关系在光学上称为共轭。完善像：理想光组能使物空间的同心光束转化为像空间的同心光束（球面波仍为球面波），也就是物空间一点经光组成的像仍是一点，即物空间与像空间是：点点对应；线线对应；面面对应而形成的像叫完善像第二章：1、单球面折射成像存在球差的原因：轴上物点粗光束成像：r,n,n’给定，已知L和U，求解L’和U’，正弦定理，折射定律2、焦距，近轴相似：像方焦距：物点位于左方无限远处的光轴上，即l→∞，表示无穷远处物点对应的像点，称为像方焦点或后焦点。此时像方截距称为像方焦距，或后焦距。焦距：像方焦距的正负决定了球面其汇聚还是发散作用，故将像方焦距为焦距近轴相似：将物方倾斜角U限制在一个很小的范围内，人为选择靠近光轴的光线，只虑近轴光成像，这时可以认为可以成完善像第三章：1、理想光学系统、主平面;理想光学系统：能够对足够大空间内的点以足够宽光束成完善像的光学系统（通常把物象空间符合“点对应点，直线对应直线，平面对应平面”关系的像称为“理想像”，把成像符合上述关系的光学系统称为“理想光学系统”）理想中，每一个物点对应于唯一的一个像点，即“共轭”理想中，物空间和像空间都是均匀透明介质，根据光的直线传播定律，由点对应唯一像点可推出直线成像为直线、平面成像为平面，即共线成像理论主平面：不同位置的共轭面对应不同放大率。总有一对共轭面的垂轴放大率β=1，称其为主平面，物平面称为物方主平面，平面与光轴交点称为主点2、求轴上某点的像（多种方法）：第四章：1、一致像：当物为左手坐标系，而像变为右手坐标系（或反之），这样的像称为“非一致像”，也叫做“镜像”；当物用左手坐标系，通过光学元件后所成的像仍为左手坐标系，则称这样的像为“一致像”2、平面镜旋转某一角度：平面镜旋转：当入射光线方向不变，而平面镜转动α角时，反射光线的方向改变2α角两个平面镜同时转：2I1=2I2+β；I1=I2+ɑ；β=2ɑ3、棱镜成像坐标变化判断（单反相机）：棱镜成像坐标变化判断原则：（1）沿着光轴的坐标轴和光轴的出射方向一致。（2）垂直于主截面的坐标轴视屋脊面的个数而定，如果有奇数个屋脊面，则其像坐标轴方向与物坐标轴方向相反；没有屋脊面或有偶数个屋脊面，则像坐标轴方向与物坐标轴方向一致。（3）平行于主截面的坐标轴的方向视反射面个数（屋脊面按两个反射面计算）而定。如果物坐标系为右手坐标系，当反射面个数为偶数时，坐标轴按右手坐标系确定；而当反射面个数为奇数时，坐标轴依左手坐标系确定。▲对于复合棱镜，且各光轴面不在一个平面内，上述原则在各光轴面内均适用,可按上述原则在各自光轴面内判断坐标方向.4、棱镜成像坐标变化判断（潜望镜）：第五章：1、简述孔径光阑与视场光阑的含义：对光束起限制作用的光学元件；用于限制成像光束大小的光阑称为孔径光阑；用于限制成像范围大小的光阑称为视场光阑2、实际成像光学系统中常见的光阑主要有：孔径光阑；视场光阑；场镜；渐晕光阑：由轴外物点发出并充满入瞳的光束，有一部分光被系统后面的光阑阻挡而不能到达像面，这种使轴外物点光束被限制的现象称为渐晕；实际情况中，视场光阑设置在像面上，但为了减小系统的横向尺寸或改善轴外物点的成像质量，其他的通光元件适当的减少尺寸而去拦去部分光线，即人为地在成像范围内产生部分渐晕，起这种限制作用的光学器件称为渐晕光阑第六章：1、光学成像系统中五种单色几何像差主要包括：球差：轴上单色宽光束，出射光与光轴交点位置不同，各交点相对于理想像点的偏移；彗差：轴外单色宽光束，发出的光束通过透镜后，不再相交一点，则一光点的像便会得到一逗点状，型如彗星；像散：轴外单色细光束，轴外物点用细光束成像时形成两条相互垂直且相隔一定距离的短线像的一种非对称性像差被称为像散；场曲：轴外单色细光束，当其他像差都等于零，而只存在场曲时，整个光束交于一点（左图同时存在像散），但交点和理想像点并不重合，但是整个平面不在一个平面上，而是在一个回转的曲面上；畸变：畸变是垂轴（横向）放大率随视场的增大而变化，所引起一种失去物像相似的像差。2、光学成像系统中两张复合色光几何像差主要包括：位置色差：轴上点；倍率色差：轴外点3、简述光学成像系统中两种色差的形成机理：位置色差：白色光中波长愈短折射率愈大，按色光的波长由短到长，其相应的像点离透镜有近到远地排列在光轴上，这种现象称为位置色差；倍率色差：光学材料对不同色光的折射率不同，对于光学系统对不同色光就有不同的焦距，不同色光的焦距不等时，其放大率也不等就有不同的像高，即倍率色差，叠加结果使像的边缘呈现彩色；第七章：1、简述LED光源相比于传统光源所具有的技术优势：体积小：一块被封装在环氧树脂里面的小晶片电压低：工作电压是2-3.6V。使用寿命长：10万小时高光效：发光效率高光色纯：无紫红外成分环保：无毒材料构成节能：耗电量仅为白炽灯的十分之一灵活：色光可调2、简述印刷工业对制版光源的技术要求：在印刷制版过程领域中对光源的光谱、能量、温度、均匀度、漫射性等都有特定的要求：（1）发光强度大（2）光源光谱应与感光材料的光谱灵敏度相适应（3）发光的稳定性高（4）光能量分布均匀性好（5）热线（红外线）极少（6）对作业环境及工作人员无害（7）点燃容易，能瞬时点灯（8）价格便宜（9）机构简单，维修方便3、请以公式形式说明光度量与辐射度量之间的关系：第八章：1、简述传统光源与激光发光的最主要的差异：普通光源是受激吸收产生的，多波长，不相干，分散；激光是受激辐射的产生的，相干光，单色，集中；激光是相干光，即受激辐射光子的相位、频率、偏振、传播方向与诱发光子完全相同2、激光的四大特性：亮度高，方向性好，单色性，高相干性3、全息照相技术：一种新型的照相技术，其成像过程是：利用光的干涉和衍射现象，在照相干板或胶片上以干涉条纹的形式把图像记录下来，然后用光照射这种干板（称作全息干板），就能以立体形式再现出原来的物体像。普通照相在胶片上记录的仅是物光的振幅信息（即光强分布），而全息照相在记录振幅信息的同时，还记录了物光的相位信息，“全息”也因此而得名。4、简述光纤通信原理：在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息5、计算机直接制版（CTP）技术中使用的激光光源按光谱范围可简单分为：从1064nm的YAG红外激光器，到830nm的近红外激光二极管；650nm的红激光二极管；再到红色光源（波长为780nm的激光，532nm的倍频YAG绿激光器及488nm的氩离子激光器；最后到400nm的紫激光二极管；红外激光光源主要适用于热敏版；可见激光光源将慢慢被淘汰；紫激光（分辨率高，体积小，速度快，可使用明亮的黄色安全灯，品质稳定，维修容易，寿命长，稳定性好）第九章：1、平板扫描仪所采用的光电转换器件是：光电耦合器件（CCD），线阵，机械运动方式2、滚筒式扫描仪所采用的光电转换器件是：光电倍增管（PMT）：将微弱光信号转换成电信号的真空电子器件；信噪比较高，对光信号放大作用基本呈线性，避强光入射，避光保存3、激光调制：激光可作为传递信息的工具。把欲传输的信息(数字化的图像和文字)加载于激光辐射的过程称为激光调制，因激光起到“携带”信息的作用，故称其为载波。声光调制器4、对照图，论述激光打印机的工作原理：充电：电晕丝开始电晕放电，此时，电晕丝周围的不导电空气被电离，变成能导电的导体，使感光鼓表面带上正（负）电荷曝光：当激光束照射带电荷的感光鼓表面时，鼓表面被照射到的地方（即有文字或图像的地方）电荷消失，以外的地方不变，形成了不可见的文字或图像的电子潜像显影：墨粉带有电荷，由于静电的作用，墨粉就会被吸附在感光鼓表面电子潜像区，使电子潜像变成可见的图像转印：转印的原理也是静电感应作用。转印电极使纸张带有与墨粉图像极性相反的电荷定影：当纸张从定影辊和压力辊之间经过时，受到定影辊内加热电极的烘干和压力辊的挤压作用，使墨粉融化渗入纸张纤维中，形成可永久保存的记录清洗：为了消除这些残留的墨粉，在纸张下面安装了放电灯泡（反向充电），其作用是消除感光鼓表面上的电荷，以便进一步彻底清扫残留墨粉5、激光照排机按结构主要分为哪三类：绞盘式激光照排机：结构操作简单，价格低；记录精度套准度偏低外鼓式激光照排机：记录精度套准度较高，结构简单，工作稳定，大幅面；不方便，自动化程度低内鼓式激光照排机：记录精度高、幅面大、自动化程度高、操作简便、速度快等特点，但价格要比前两种照排机贵；原因：1.胶片固定不动，转镜转动，避免机械误差。2.激光束位于圆心，到各圆周各点距离相同。6、简述OID技术：OID是OpticalIdentification的缩写，是光学辨识码的一种。每个OID编码图形均是由许多细微而人眼难辨的点按照特定规则所组成，并对应到一组特定数值微小化的底码不仅具有保密与低视觉干扰的特性，更能隐藏在印刷品的彩色图案之下底码版单独用黑色印，分辨率要求较高。7、单镜头反光式相机光学系统的三个参数：焦距：从物镜的主点到焦点的距离，决定被摄物在胶片上成像的大小；相对孔径：入瞳直径D与镜头焦距f’的比值(D/f’).；光圈系数：相对孔径的倒数（f’/D）视场角：被映画幅的对角线对物镜入瞳中心所张的角，用来表示摄影物镜视场大小的参数第十章：1、CIE推荐的反射测量四种几何条件：垂直照明，45°测量45°照明，垂直测量漫射照明，垂直测量垂直照明，漫射测量2、积分球：积分球是一个内部涂有漫反射涂层的空心球体，外面一般是金属结构，开有几个小孔。积分球内部有标准灯、辅助灯、光纤接口等，外接设备包括电源、电脑、光谱仪等仪器。积分球系统主要功能是测量光源的辐射度、色度、光度等光色电参数。具体包括光源的光通量、照度、色温、色度坐标、发光效率等。积分球系统主要应用于光源、灯具等光测量领域。•理想积分球系统1.球内表面是一完美的球面，半径处处相等；2.球内壁是均匀的漫反射涂层，对各种波长的光具有相同的漫反射率；3.球内没有任何物体，光源只看作发光但没有实物的抽象光源。