航天器光學(xué)鏡頭設(shè)計與加工考核試卷考生姓名：答題日期：得分：判卷人：

本次考核旨在檢驗考生對航天器光學(xué)鏡頭設(shè)計與加工的專業(yè)知識和技能掌握程度，包括光學(xué)設(shè)計原理、材料選擇、加工工藝以及質(zhì)量控制等方面的內(nèi)容。

一、單項選擇題（本題共30小題，每小題0.5分，共15分，在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的）

1.航天器光學(xué)鏡頭的焦距與物距的關(guān)系是（）。

A.焦距越大，物距越小

B.焦距越小，物距越小

C.焦距與物距無關(guān)

D.焦距與物距成正比

2.光學(xué)鏡頭的像差類型中，主要影響成像清晰度的是（）。

A.周向像差

B.縱向像差

C.氣孔像差

D.像散

3.航天器光學(xué)鏡頭的表面質(zhì)量要求達到（）。

A.10級

B.20級

C.50級

D.100級

4.光學(xué)鏡頭的透鏡組設(shè)計中，為了校正像散，常用的方法有（）。

A.選用非球面透鏡

B.調(diào)整透鏡間距

C.使用分塊透鏡

D.以上都是

5.航天器光學(xué)鏡頭的材料選擇中，對于可見光波段，通常采用（）。

A.玻璃

B.柔性塑料

C.金屬

D.陶瓷

6.光學(xué)鏡頭的加工過程中，用于檢驗透鏡表面形狀的儀器是（）。

A.干涉儀

B.折射儀

C.偏振儀

D.偏光顯微鏡

7.航天器光學(xué)鏡頭的鍍膜工藝中，用于提高透射率的是（）。

A.反射膜

B.折射膜

C.折射率匹配膜

D.折射率調(diào)節(jié)膜

8.光學(xué)鏡頭的色散與（）有關(guān)。

A.材料折射率

B.材料吸收率

C.材料密度

D.材料厚度

9.航天器光學(xué)鏡頭的密封性測試，常用的方法有（）。

A.壓力測試

B.氣密性測試

C.高溫測試

D.以上都是

10.光學(xué)鏡頭的加工中，用于切割和磨削的設(shè)備是（）。

A.透鏡磨床

B.透鏡切割機

C.透鏡拋光機

D.透鏡鍍膜機

11.航天器光學(xué)鏡頭的設(shè)計中，為了減小像差，通常采用（）。

A.透鏡組合設(shè)計

B.增加透鏡數(shù)量

C.采用非球面透鏡

D.以上都是

12.光學(xué)鏡頭的焦距與（）有關(guān)。

A.物距

B.成像距離

C.透鏡材料

D.透鏡厚度

13.航天器光學(xué)鏡頭的耐熱性測試，常用的方法有（）。

A.熱循環(huán)測試

B.高溫測試

C.低溫測試

D.以上都是

14.光學(xué)鏡頭的加工中，用于檢驗透鏡厚度和形狀的儀器是（）。

A.干涉儀

B.折射儀

C.偏振儀

D.偏光顯微鏡

15.航天器光學(xué)鏡頭的鍍膜工藝中，用于提高反射率的是（）。

A.反射膜

B.折射膜

C.折射率匹配膜

D.折射率調(diào)節(jié)膜

16.光學(xué)鏡頭的像差類型中，主要影響成像畸變的是（）。

A.周向像差

B.縱向像差

C.氣孔像差

D.像散

17.航天器光學(xué)鏡頭的材料選擇中，對于紅外波段，通常采用（）。

A.玻璃

B.柔性塑料

C.金屬

D.陶瓷

18.光學(xué)鏡頭的加工過程中，用于檢驗透鏡表面缺陷的儀器是（）。

A.干涉儀

B.折射儀

C.偏振儀

D.偏光顯微鏡

19.航天器光學(xué)鏡頭的密封性測試，常用的方法有（）。

A.壓力測試

B.氣密性測試

C.高溫測試

D.以上都是

20.光學(xué)鏡頭的加工中，用于切割和磨削的設(shè)備是（）。

A.透鏡磨床

B.透鏡切割機

C.透鏡拋光機

D.透鏡鍍膜機

21.航天器光學(xué)鏡頭的設(shè)計中，為了減小像差，通常采用（）。

A.透鏡組合設(shè)計

B.增加透鏡數(shù)量

C.采用非球面透鏡

D.以上都是

22.光學(xué)鏡頭的焦距與（）有關(guān)。

A.物距

B.成像距離

C.透鏡材料

D.透鏡厚度

23.航天器光學(xué)鏡頭的耐熱性測試，常用的方法有（）。

A.熱循環(huán)測試

B.高溫測試

C.低溫測試

D.以上都是

24.光學(xué)鏡頭的加工中，用于檢驗透鏡厚度和形狀的儀器是（）。

A.干涉儀

B.折射儀

C.偏振儀

D.偏光顯微鏡

25.航天器光學(xué)鏡頭的鍍膜工藝中，用于提高反射率的是（）。

A.反射膜

B.折射膜

C.折射率匹配膜

D.折射率調(diào)節(jié)膜

26.光學(xué)鏡頭的像差類型中，主要影響成像清晰度的是（）。

A.周向像差

B.縱向像差

C.氣孔像差

D.像散

27.航天器光學(xué)鏡頭的材料選擇中，對于紫外波段，通常采用（）。

A.玻璃

B.柔性塑料

C.金屬

D.陶瓷

28.光學(xué)鏡頭的加工過程中，用于檢驗透鏡表面缺陷的儀器是（）。

A.干涉儀

B.折射儀

C.偏振儀

D.偏光顯微鏡

29.航天器光學(xué)鏡頭的密封性測試，常用的方法有（）。

A.壓力測試

B.氣密性測試

C.高溫測試

D.以上都是

30.光學(xué)鏡頭的加工中，用于切割和磨削的設(shè)備是（）。

A.透鏡磨床

B.透鏡切割機

C.透鏡拋光機

D.透鏡鍍膜機

二、多選題（本題共20小題，每小題1分，共20分，在每小題給出的選項中，至少有一項是符合題目要求的）

1.光學(xué)鏡頭設(shè)計中，以下哪些因素會影響像差？（）

A.透鏡形狀

B.透鏡材料

C.透鏡厚度

D.成像距離

2.航天器光學(xué)鏡頭的材料選擇時，考慮的因素包括（）。

A.透射率

B.熱膨脹系數(shù)

C.機械強度

D.環(huán)境適應(yīng)性

3.光學(xué)鏡頭的加工工藝包括（）。

A.透鏡切割

B.透鏡研磨

C.透鏡拋光

D.透鏡鍍膜

4.航天器光學(xué)鏡頭設(shè)計中的光學(xué)設(shè)計軟件包括（）。

A.Zemax

B.CodeV

C.LightTools

D.Matlab

5.光學(xué)鏡頭的像差類型中，屬于球差校正方法的有（）。

A.使用負透鏡

B.使用正透鏡

C.使用非球面透鏡

D.調(diào)整透鏡間距

6.航天器光學(xué)鏡頭的密封性測試需要考慮（）。

A.氣密性

B.水密性

C.溫度變化

D.壓力變化

7.光學(xué)鏡頭鍍膜的目的包括（）。

A.提高透射率

B.降低反射率

C.抑制眩光

D.增強耐腐蝕性

8.航天器光學(xué)鏡頭的加工中，用于檢測透鏡表面質(zhì)量的方法有（）。

A.干涉測量

B.檢查儀

C.分光計

D.偏振儀

9.光學(xué)鏡頭的像差類型中，屬于色差校正方法的有（）。

A.使用色散較小的材料

B.使用分色透鏡

C.使用色散較大的材料

D.調(diào)整透鏡間距

10.航天器光學(xué)鏡頭的耐候性測試需要考慮（）。

A.高溫

B.低溫

C.濕度

D.射線輻射

11.光學(xué)鏡頭的加工中，用于檢測透鏡形狀的方法有（）。

A.干涉儀

B.折射儀

C.偏振儀

D.偏光顯微鏡

12.航天器光學(xué)鏡頭的設(shè)計中，為了提高成像質(zhì)量，以下哪些措施是必要的？（）

A.優(yōu)化透鏡組合

B.選擇合適的材料

C.控制像差

D.考慮環(huán)境因素

13.光學(xué)鏡頭的像差類型中，屬于畸變校正方法的有（）。

A.使用非球面透鏡

B.調(diào)整透鏡間距

C.使用分塊透鏡

D.以上都不是

14.航天器光學(xué)鏡頭的密封性測試中，常用的密封材料有（）。

A.硅橡膠

B.氟橡膠

C.聚四氟乙烯

D.金屬密封

15.光學(xué)鏡頭的加工中，用于檢測透鏡厚度的方法有（）。

A.干涉儀

B.折射儀

C.偏振儀

D.偏光顯微鏡

16.航天器光學(xué)鏡頭的設(shè)計中，為了適應(yīng)不同的工作環(huán)境，以下哪些設(shè)計考慮是必要的？（）

A.耐溫性

B.耐濕性

C.耐沖擊性

D.耐腐蝕性

17.光學(xué)鏡頭的像差類型中，屬于像散校正方法的有（）。

A.使用非球面透鏡

B.調(diào)整透鏡間距

C.使用分塊透鏡

D.以上都不是

18.航天器光學(xué)鏡頭的密封性測試中，可能出現(xiàn)的故障包括（）。

A.氣密性不足

B.水密性不足

C.溫度變化導(dǎo)致的泄漏

D.壓力變化導(dǎo)致的泄漏

19.光學(xué)鏡頭的加工中，用于檢測透鏡表面缺陷的方法有（）。

A.干涉儀

B.折射儀

C.偏振儀

D.偏光顯微鏡

20.航天器光學(xué)鏡頭的設(shè)計中，為了提高成像質(zhì)量，以下哪些措施是必要的？（）

A.優(yōu)化透鏡組合

B.選擇合適的材料

C.控制像差

D.考慮環(huán)境因素

三、填空題（本題共25小題，每小題1分，共25分，請將正確答案填到題目空白處）

1.光學(xué)鏡頭設(shè)計中，為了校正像散，常用的方法是______。

2.航天器光學(xué)鏡頭的材料選擇中，對于可見光波段，通常采用______。

3.光學(xué)鏡頭的加工過程中，用于檢驗透鏡表面形狀的儀器是______。

4.航天器光學(xué)鏡頭的鍍膜工藝中，用于提高透射率的是______。

5.光學(xué)鏡頭的像差類型中，主要影響成像清晰度的是______。

6.航天器光學(xué)鏡頭的表面質(zhì)量要求達到______級。

7.光學(xué)鏡頭的焦距與______有關(guān)。

8.航天器光學(xué)鏡頭的耐熱性測試，常用的方法有______。

9.光學(xué)鏡頭的加工中，用于切割和磨削的設(shè)備是______。

10.航天器光學(xué)鏡頭的設(shè)計中，為了減小像差，通常采用______。

11.光學(xué)鏡頭的像差類型中，主要影響成像畸變的是______。

12.航天器光學(xué)鏡頭的材料選擇中，對于紅外波段，通常采用______。

13.光學(xué)鏡頭的加工過程中，用于檢驗透鏡表面缺陷的儀器是______。

14.航天器光學(xué)鏡頭的密封性測試，常用的方法有______。

15.光學(xué)鏡頭的加工中，用于檢驗透鏡厚度和形狀的儀器是______。

16.航天器光學(xué)鏡頭的鍍膜工藝中，用于提高反射率的是______。

17.光學(xué)鏡頭的像差類型中，主要影響成像尺寸的是______。

18.航天器光學(xué)鏡頭的材料選擇中，對于紫外波段，通常采用______。

19.光學(xué)鏡頭的加工中，用于檢驗透鏡表面缺陷的儀器是______。

20.航天器光學(xué)鏡頭的密封性測試中，可能出現(xiàn)的故障包括______。

21.光學(xué)鏡頭的像差類型中，屬于色差校正方法的有______。

22.航天器光學(xué)鏡頭的耐候性測試需要考慮______。

23.光學(xué)鏡頭的加工中，用于檢測透鏡形狀的方法有______。

24.航天器光學(xué)鏡頭的設(shè)計中，為了適應(yīng)不同的工作環(huán)境，以下哪些設(shè)計考慮是必要的？（耐溫性、耐濕性、耐沖擊性、耐腐蝕性）

25.光學(xué)鏡頭的像差類型中，屬于像散校正方法的有______。

四、判斷題（本題共20小題，每題0.5分，共10分，正確的請在答題括號中畫√，錯誤的畫×）

1.航天器光學(xué)鏡頭的焦距與透鏡材料的折射率無關(guān)。（）

2.光學(xué)鏡頭的加工過程中，研磨和拋光都是通過機械力來完成的。（）

3.航天器光學(xué)鏡頭的表面質(zhì)量越高，其成像質(zhì)量越好。（）

4.航天器光學(xué)鏡頭的色散可以通過使用色散較小的材料來減小。（）

5.光學(xué)鏡頭的像差類型中，球差和色差都是單色像差。（）

6.航天器光學(xué)鏡頭的材料選擇時，熱膨脹系數(shù)越低越好。（）

7.光學(xué)鏡頭的鍍膜工藝中，反射膜可以提高透射率。（）

8.航天器光學(xué)鏡頭的密封性測試通常在室溫下進行。（）

9.光學(xué)鏡頭的加工中，透鏡切割和磨削是同時完成的步驟。（）

10.航天器光學(xué)鏡頭的設(shè)計中，為了提高成像質(zhì)量，可以增加透鏡的數(shù)量。（）

11.光學(xué)鏡頭的像差類型中，畸變和像散都是位置像差。（）

12.航天器光學(xué)鏡頭的材料選擇中，機械強度越高越好。（）

13.光學(xué)鏡頭的加工過程中，透鏡的厚度可以通過研磨來調(diào)整。（）

14.航天器光學(xué)鏡頭的耐熱性測試通常在高溫環(huán)境下進行。（）

15.光學(xué)鏡頭的像差類型中，周向像差和縱向像差都是球差的一部分。（）

16.航天器光學(xué)鏡頭的密封性測試中，水密性測試比氣密性測試更重要。（）

17.光學(xué)鏡頭的鍍膜工藝中，折射率匹配膜可以提高透射率。（）

18.航天器光學(xué)鏡頭的設(shè)計中，為了減小像差，可以減少透鏡的數(shù)量。（）

19.光學(xué)鏡頭的像差類型中，像散和畸變都是影響成像尺寸的像差。（）

20.航天器光學(xué)鏡頭的材料選擇中，透射率越高，成像質(zhì)量越好。（）

五、主觀題（本題共4小題，每題5分，共20分）

1.請簡要描述航天器光學(xué)鏡頭設(shè)計中的主要設(shè)計目標和考慮因素。

2.分析光學(xué)鏡頭加工過程中可能遇到的主要問題及相應(yīng)的解決方法。

3.討論航天器光學(xué)鏡頭材料選擇時需要考慮的物理和化學(xué)特性，并舉例說明。

4.闡述航天器光學(xué)鏡頭質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)及其重要性。

六、案例題（本題共2小題，每題5分，共10分）

1.案例題：

航天器光學(xué)鏡頭設(shè)計案例：某型號衛(wèi)星需要配備一臺用于觀測地球表面的高分辨率相機，相機鏡頭需要覆蓋可見光波段，成像分辨率要求達到0.5米。請根據(jù)以下信息，設(shè)計并分析該光學(xué)鏡頭。

-成像系統(tǒng)要求：焦距f=1000mm，F(xiàn)數(shù)F/8，成像尺寸為10cm×10cm。

-工作波段：可見光波段，波長范圍400-700nm。

-材料要求：透射率高于90%，熱膨脹系數(shù)小于50×10^-6/℃。

-環(huán)境要求：能夠在-40℃至+70℃的溫度范圍內(nèi)正常工作。

2.案例題：

航天器光學(xué)鏡頭加工案例：某型號航天器光學(xué)鏡頭需要進行精密加工，以下為加工過程中的關(guān)鍵信息：

-鏡頭材料：高折射率光學(xué)玻璃。

-鏡頭形狀：非球面透鏡。

-加工精度要求：表面質(zhì)量達到20/100，表面粗糙度Ra≤0.1μm。

-加工設(shè)備：超精密磨床，磨削精度達到0.01μm。

請分析在加工過程中可能遇到的技術(shù)挑戰(zhàn)，并提出相應(yīng)的解決方案。

標準答案

一、單項選擇題

1.A

2.A

3.A

4.A

5.A

6.D

7.D

8.D

9.A

10.D

11.D

12.B

13.D

14.A

15.A

16.A

17.A

18.A

19.A

20.D

21.A

22.C

23.D

24.A

25.C

二、多選題

1.A,B,C,D

2.A,B,C,D

3.A,B,C,D

4.A,B,C,D

5.A,C

6.A,B,C,D

7.A,B,C

8.A,B,C,D

9.A,B,C

10.A,B,C,D

11.A,B,C,D

12.A,B,C,D

13.A,C

14.A,B,C,D

15.A,B,C,D

16.A,B,C,D

17.A,B,C

18.A,B,C,D

19.A,B,C,D

20.A,B,C,D

三、填空題

1.使用非球面透鏡

2.玻璃

3.干涉儀

4.反射膜

5.周向像差

6.20

7.成像距離

8.熱循環(huán)測試

9.透鏡磨床

10.透鏡組合設(shè)計