2021哈尔滨理工大学工程光学专业研究生考试大纲 正文

参考书目：  
（1）《工程光学》第4版，郁道银，机械工业出版社，2015
（2）《工程光学基础教程》，郁道银，机械工业出版社，2007
（3）《工程光学复习指导与习题解答》，蔡怀宇，机械工业出版社，2009
 
一. 考试目的与要求
考查学生是否具备光学工程等相关领域所必要的应用光学和物理光学的基本理论与分析设计方法。测试考生掌握应用光学基本概念、基本分析方法的熟练程度和综合分析解决光学成像一般性问题的能力。测试考生物理光学的基本概念、基本原理的掌握，测试考生波动光学的分析、设计和应用能力。
在回答试卷问题时，要求概念准确，逻辑清楚，必要的解题步骤不能省略。光路图和相关图表应清晰正确。
二. 试卷结构（满分150分）
内容比例：
应用光学和物理光学两部分，各75分。
试题类型包括：
填空题：20空 每空2分，共40分；
作图题：4小题 每题5分，共20分；
简述题：4小题 每题5分，共20分；
计算题：7小题 每题10分，共70分，每年的试题类型从中选几类。
三. 考试内容与要求
1. 应用光学部分
《应用光学》应掌握的重点知识包括：几何光学的基本理论和成像概念、理想光学系统理论、光学系统中的光束限制、平面和平面系统对成像的影响、典型光学系统的性质、成像关系及光束限制等。具体知识点如下：
(一)几何光学基本定律与成像基本概念
1. 掌握四大基本定律及全反射的内容与现象解释；
2. 了解完善成像条件的概念和相关表述；
3. 灵活运用几何光学符号规则以及单个折射球面、反射球面的成像公式、放大率公式等。
(二)掌握理想光学系统的基本理论和典型应用
1. 掌握基点、基面的主要类型及其特点；
2. 灵活运用图解法求像；
3. 灵活运用解析法求像（牛顿公式、高斯公式）；
4. 灵活运用理想光学系统三个放大率的定义、计算公式及物理意义；
5. 掌握理想光学系统两焦距之间的关系；
6. 了解正切计算法；
7. 灵活运用几种典型组合光组的结构特点、成像关系等。
(三) 平面系统
1. 了解平面镜的成像特点及光学杠杆原理和应用；
2. 了解反射棱镜的种类、基本用途，灵活运用反射棱镜进行成像方向判别；
3. 了解光楔的偏向角公式及其应用等。
(四)典型光学系统的光束限制分析，
1. 了解孔径光阑、入瞳、出瞳、孔径角的定义及它们的关系；视场光阑、入窗、出窗、视场角的定义及它们的关系；渐晕、渐晕光阑、渐晕系数的定义；物方远心光路的工作原理；光瞳衔接原则及其作用；场镜的定义、作用和成像关系等。
2. 灵活运用应用光学的基本定义，定律，成像规律，对典型光学系统的光束限制进行分析，设计或计算。
(五)典型光学系统
1. 了解眼睛的基本成像原理和特点，包括：正常眼、近视眼和远视眼的定义和特征，校正非正常眼的方法；
2. 掌握视觉放大率的概念、表达式及其意义；
3. 灵活运用显微镜系统的结构特点、成像特点、光束限制特点及主要参数的计算公式；理解临界照明和坷拉照明系统的组成、优缺点；
4. 灵活运用望远系统的结构特点、成像特点、光束限制特点及主要参数的计算公式；
5. 灵活运用摄影系统的结构特点、成像特点、光束限制特点及主要参数的计算公式；
6. 掌握投影系统的概念、计算公式以及其照明系统的衔接条件等。
2. 物理光学部分
《物理光学》应掌握的重点知识包括：光的电磁理论基础、光的干涉和干涉系统、光的衍射、光的偏振和晶体光学基础等。具体知识点如下：
(一)光的电磁理论基础
1. 掌握电磁波的平面波解，包括：平面波、简谐波解的形式和意义，物理量的关系，电磁波的性质等；掌握波的叠加原理。
(二)光的干涉及干涉系统
1. 了解干涉现象的定义和形成干涉的条件；
2. 灵活运用杨氏双缝干涉性质、装置、公式、条纹特点及其现象的应用；
3. 掌握条纹可见度的定义、影响因素及其相关概念（包括临界宽度和允许宽度、空间相干性和时间相干性、相干长度和相干时间等）；
4. 灵活运用平行平板的双光束干涉定域面、干涉装置、干涉条纹的性质和计算公式；
5. 灵活运用楔形平板的双光束干涉定域面、干涉装置、干涉条纹的性质和计算公式；
6. 掌握典型双光束干涉系统（斐索、迈克尔逊）及其应用；
7. 掌握平行平板的多光束干涉条件、装置、干涉条纹性质与计算。
(三)光的衍射
1. 了解衍射现象定义、衍射系统和分类；掌握惠更斯-菲涅尔原理；
2. 掌握矩孔夫琅和费衍射的光强分布公式和衍射条纹性质分析；
3. 灵活运用单缝夫琅和费衍射的光强分布公式，对衍射条纹性质分析；
4. 灵活运用圆孔夫琅和费衍射的光强分布公式，对衍射条纹性质分析及分析典型成像系统的分辨本领；
5. 灵活运用多缝夫琅和费衍射的光强分布公式，对衍射条纹性质分析；
6. 灵活运用握衍射光栅（平面光栅）方程光强分布公式，对衍射条纹性质分析；。
(四)光的偏振及晶体光学基础
1. 了解自然光、偏振光和部分偏振光的定义、特点，偏振度的定义，能够产生偏振光的方法；
2. 灵活运用布儒斯特定律和马吕斯定律；
3. 掌握晶体光学的基本概念（光轴、主平面、主截面、单轴正负晶体）；
4. 掌握各种起偏器、分束器和波片（l/4波片、l/2波片和全波片）的结构、作用和工作原理；
5. 灵活运用偏振光的矩阵表示，会用矩阵方法表示偏振光和配置器件，并求出射光的矩阵；
6. 灵活掌握偏振光的变换和测定方法（辨别偏振光、产生要求的偏振光）。

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