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第1章 光学测量的基础知识

第1章 单元测验

1、下列哪一项不属于计量的范围
    a、物理量的标定
    b、物理量的传递
    c、物理量的控制
    d、物理量的变换

2、非光物理量的测量是光学测量技术应用最广泛的领域，其核心是如何把非光物理量转换为
    a、电流信号
    b、电压信号
    c、光信号
    d、电磁信号

3、下列哪个探测器不是基于光子效应
    a、热敏电阻
    b、热释电探测器
    c、光电倍增管
    d、位置敏感探测器
    e、ccd传感器

4、一个完整的测量过程包含哪些测量要素
    a、测量对象和被测量
    b、测量单位和标准量
    c、测量方法
    d、测量的不确定度

5、一个光学测量系统的基本组成主要包括
    a、光源
    b、被测对象和被测量
    c、光信号的形成与获得
    d、光信号的转换与处理

6、选择光学测量方法主要依据以下哪几个方面来综合考虑
    a、被测对象与被测量
    b、测量范围
    c、测量灵敏度或精度
    d、经济性
    e、环境要求

7、在具体的光学测量系统中，要根据实际要求选择光源，主要包括以下几个方面
    a、发光光谱特性
    b、发光强度
    c、光源稳定性
    d、激光波长的复现性

8、在光学测量技术中，大量采用物理光学原理进行调整，常用的光调制方法包括
    a、电光调制
    b、声光调制
    c、磁光调制
    d、光源直接调制
    e、干涉调制
    f、机械调制

9、计量学是指研究测量、保证测量统一和准确的科学。

10、灵敏度是指测量系统输出变化量与引起该变化量的输入变化量之比。

11、分辨率是指测量系统能检测的最小输入增量。

12、测量不确定度是表征合理赋予被测量的量值的分散性参数，在现代计量测试中，测量不确定度逐步被精度的概念所代替。

2020.5.20.第2章 光干涉技术-4

2020.5.20第2章 单元测验

1、衡量干涉条纹质量的最重要的参数是
    a、条纹的亮度
    b、条纹的对比度
    c、条纹的宽度
    d、条纹的密度

2、以下不属于光的时间相干性的参数是
    a、光源大小
    b、相干长度
    c、光谱带宽
    d、光源单色性

3、移相干涉测量中，为了减小测量不确定度，需要采集多幅相位变化的干涉图进行处理，但至少需采集几幅干涉图才能求解出被侧波面的相位信息？
    a、1
    b、2
    c、3
    d、4

4、激光准直测量的基准是光线基准，但由于各种因素的影响，激光光线会发生漂移，下列不属于产生激光漂移的主要因素的是
    a、供电电源稳定性的变化
    b、激光器谐振腔的变形
    c、固定调整机构的机械蠕变
    d、大气的扰动

5、影响干涉条纹对比度的主要因素是
    a、两相干光束的振幅比
    b、光源的大小
    c、光源的单色性
    d、光源的强度

6、从原理上可以将产生光干涉的方法分为哪三类
    a、分相位
    b、分振幅
    c、分偏振方向
    d、分波阵面

7、下列产生干涉的方法中，属于分波阵面的是
    a、杨氏双缝
    b、菲涅尔双面镜
    c、洛埃镜
    d、菲涅尔双棱镜
    e、比累对切透镜
    f、平行平板
    g、迈克尔逊干涉

8、频率稳定性是衡量激光器性能的关键指标，以下哪些因素可能影响激光器的频率稳定性
    a、温度
    b、振动
    c、大气
    d、腔体材料

9、角锥棱镜的特性包括
    a、入射光与出射光始终平行
    b、点对称
    c、正入射时，光线在角锥棱镜内的光程为定值
    d、无论入射角如何，光线在角锥棱镜内的光程总是一定值

10、在干涉测量中，常见的移相方法包括
    a、机械法移相
    b、翼形板移相
    c、介质膜移相板移相
    d、分光器分幅镀膜移相
    e、偏振移相

11、提高激光干涉仪分辨率的途径包括
    a、电路倍频
    b、光路倍频
    c、减小波长
    d、提高温度

12、产生外差干涉的途径包括
    a、双频激光器
    b、电光调制器
    c、磁光调制器
    d、声光调制器

13、为了提高激光干涉测量的精度，满足实际测量的需要，一般需要采用以下哪几个方面的特殊技术
    a、激光稳频
    b、激光准直
    c、光线反射器
    d、干涉条纹计数
    e、干涉条纹判向
    f、大气修正
    g、分光器
    h、干涉条纹的移相
    i、零光程差布局

14、频率不同的两束光肯定不能发生干涉。

15、位相差不能恒定的两束光肯定检测不到干涉现象。

16、同一原子发出的光相遇后肯定能产生干涉。

17、只有当同一原子发出的同一波列相遇时才能相干。

18、共路干涉仪要求参考光束与测量光束必须经过完全相同的光路，如斐索共路干涉仪。

19、散射板干涉仪是共路干涉仪，且无需专门的参考表面，适用于大口径凹面反射镜的干涉测试。

20、渥拉斯顿棱镜可以将入射光线分成两条沿不同方向行进的光线，且两光线偏振方向相互垂直。

21、通常把获取相位差为180°的两路条纹信号的方法称为移相。

22、外差干涉仪的特点是在干涉仪中引入具有一定频率的载波信号，干涉后被测信号通过载波信号来传递。

2020.5.25.第3章 激光全息测量与散斑测量技术

第3章 单元测验

1、全息术能同时记录物体的振幅和相位的全部信息，利用了光的哪些原理？
    a、干涉
    b、衍射
    c、反射
    d、折射

2、全息照相过程分为哪两个步骤？
    a、波前记录
    b、波前再现
    c、波前校正
    d、波前探测

3、在全息术中，再现光经过全息图衍射后，出现衍射场，主要有哪三种成分？
    a、物光波
    b、物光波的共轭波
    c、再现光波的直接透射光
    d、再现光波的共轭波

4、理想的全息记录介质，应该对曝光所用的激光满足以下几种特性
    a、高分辨率
    b、高光谱灵敏度
    c、低噪声
    d、振幅透过率与曝光量呈现性关系

5、常用的全息干涉测量方法主要包括
    a、二次曝光法
    b、单次曝光法
    c、时间平均法
    d、空间积分法

6、散斑形成必须具有以下两个条件
    a、粗糙表面深度必须大于波长
    b、入射光线的相干度足够高
    c、物体表面足够光滑
    d、激光波长足够大

7、在全息术中，波前再现利用的是光的干涉原理。

8、在全息术中，波前记录利用的是光的干涉原理。

9、二次曝光法的优点在于可得到均匀的条纹清晰度，且适用于动态测量。

10、时间平均全息干涉是对一个振动的物体做连续不间断的全息记录，记录时间远长于振动周期。

11、对于一个空间物体的三维位移，需要三个独立的全息图才能实现测量，每一个全息图仅给出平行于观察和照明方向等分线方向的位移分量。

12、散斑干涉测量不仅可以测量离面位移，也可以测量面内位移。

13、电子散斑干涉测量，省去了使用和处理全息干板的麻烦，但测量精度不高，无法进行动态测量。

2020.5.29第4章 激光衍射测量和莫尔条纹技术

第4章 单元测验

1、不能用于解释莫尔条纹形成机理的理论是
    a、基于遮光原理
    b、基于衍射干涉原理
    c、基于傅里叶原理
    d、基于折射反射原理

2、夫琅和费单缝衍射光强的分布与哪些参数相关？
    a、缝宽
    b、激光波长
    c、狭缝与光源之间的距离
    d、狭缝与观察屏之间的距离

3、单缝衍射测量的技术特性包括
    a、灵敏度高
    b、精度较高
    c、测量量程较小
    d、测量量程较大

4、莫尔条纹具有以下特性
    a、放大性
    b、同步性
    c、准确性
    d、局部性

5、莫尔轮廓术是一种非接触的三维物体形貌测量方法，主要包括
    a、阴影莫尔法
    b、投影莫尔法
    c、扫描莫尔法
    d、偏折莫尔法

6、激光衍射测量方法是一种利用激光衍射条纹的变化，来精密测量长度、角度、轮廓的一种全场测量方法。

7、夫琅和费衍射又称为远场衍射，要求光源或观察屏离衍射场足够远。

8、利用单缝衍射测量的间隙测量法时，可以通过测量某级条纹的位置来求出狭缝间隔，也可以测量两暗条纹之间的间隔来求出狭缝间隔。

9、在利用单缝衍射测量的间隙测量法时，为了测量缝宽的改变量，可以通过测量第k级暗条纹在缝宽变化前后距中央零级条纹的距离，求出缝宽的改变量，也可以通过某一固定的衍射角来记录条纹的变化数目，从而求出缝宽的改变量。

10、当对各种细金属丝进行高精度的非接触测量时，可以利用基于巴俾涅原理的互补测量法。

11、莫尔偏折法是泰伯效应与莫尔条纹技术的结合。

12、莫尔轮廓术是利用一个基准光栅与投影到三维物体表面上并受表面高度调制的变形光栅叠合形成莫尔条纹，该条纹描述出了物体的等高线，通过莫尔条纹分布规律，即可推算出被测件的表面形貌。

6.1.第5章 光学三维测量技术

第5章 单元测验

1、光学三角法的原理是
    a、基于物镜的物象位置共轭原理
    b、基于衍射干涉原理
    c、基于傅里叶原理
    d、基于折射反射原理

2、基于光栅投影的光学表面三维形状测量技术关键是
    a、解调出被测表面上各点的相位
    b、测量条纹间距
    c、测量条纹对比度
    d、测量条纹宽度

3、接触式表面三维测量技术的优点
    a、灵活性强
    b、测量精度高且可靠
    c、高的智能化程度
    d、测量速度慢

4、相移式光栅投影表面三维形状测量技术的优点
    a、实现了点对点求解初相位
    b、精度高
    c、需要进行相移
    d、测量速度相对较慢

5、傅里叶变换光栅投影表面三维形状测量技术的优点
    a、只需要一帧或两帧条纹图
    b、速度快
    c、可用于动态测量
    d、测量精度相对较低

6、微观表面三维形貌测量技术包括
    a、显微镜
    b、探针轮廓仪
    c、扫描电子显微镜
    d、光学焦点探测仪
    e、原子力显微镜

7、用于微观表面三维形貌测量的光探针尺寸决定于
    a、光衍射效应
    b、光干涉效应
    c、光折射效应
    d、光波波长

8、微观表面三维形貌光学焦点测量技术的特点
    a、对表面倾斜很敏感
    b、被测表面的反射率有要求
    c、要求被测表面必须保持洁净、无水和油质，以保证测量结果
    d、适合加工现场的使用

9、微观表面三维形貌光学干涉测量技术的特点
    a、在纵向方向有高的测量分辨率
    b、横向分辨率较低
    c、适合于测量精细表面
    d、适合加工现场的使用

10、表面三维测量技术是获取物体表面各点空间坐标的技术，得到物体的全部形状信息，形成三维数字化技术。

11、表面三维形状测量技术包括接触式和非接触式测量两大类。

12、接触式表面三维形状测量的典型例子是三坐标测量机。

13、微观表面三维形貌光学焦点测量技术的横向分辨率决定于光探针的尺寸。

14、宏观表面光学三维测量技术包括：光学三角法，激光干涉法，飞行时间法。

15、微观表面三维形貌光学焦点测量技术是利用光学系统物象共轭，保持光学系统的焦点在被测物体表面的原理来测量表面轮廓。

16、微观表面三维形貌光学干涉测量技术的关键技术是解调出被测表面上每个被测点的干涉信号的相位。

6.8 第6章 激光测速与测距技术

第6章 单元测验

1、利用多普勒效应进行测量的关键是
    a、解调由于被测量引起的光波频率变化
    b、解调由于被测量引起的光强变化
    c、解调由于被测量引起的光相位变化
    d、解调由于被测量引起的光偏振态变化

2、接收器和光源相背运动时，接收器接收到的波的频率会
    a、变大
    b、变小
    c、不变
    d、随机变化

3、接收器和光源相向运动时，接收器接收到的波的频率会
    a、变大
    b、变小
    c、不变
    d、随机变化

4、以下情形可产生多普勒效应
    a、接收器运动，波源静止
    b、接收器静止，波源移动
    c、波源和接收器同时运动
    d、波源和接收器同时静止

5、多普勒效应在光学测量领域可用来测量
    a、速度
    b、振动
    c、位移
    d、加速度

6、多普勒效应是：如果波源或接收器或两者相对于介质运动，则发现接收器接收到的频率和波源的频率不同，这种接收器接收到的频率有赖于波源或观察者运动的现象，称为多普勒效应。

6.10 第7章 光纤传感技术

第7章 单元测验

1、光纤光栅传感器的关键是
    a、如何准确求出光栅布拉格波长的移动量
    b、如何求出光栅布拉格波长的光强变化
    c、如何求出光栅布拉格波长的偏振态变化
    d、如何求出光栅布拉格波长的范围变化

2、光纤可调谐滤波器可以用
    a、单模光纤制作
    b、多模光纤制作
    c、单模光纤和多模光纤都可制作
    d、用特殊光纤

3、光纤光栅的制作基础是
    a、掺鍺石英光纤对244~248nm光的光敏性
    b、掺铒石英光纤对244~248nm光的光敏性
    c、掺鍺石英光纤对480nm光的光敏性
    d、掺铒石英光纤对480nm光的光敏性

4、光纤传感技术的特点
    a、体积小重量轻
    b、对电磁干扰不敏感
    c、在敏感元件不需要通电
    d、可以方便地实现远距离的测量和控制

5、按照将被测量的调制方式分类，光纤传感技术可分为
    a、强度调制型
    b、相位调制型
    c、偏振调制型
    d、波长调制型

6、多模光纤有以下特点
    a、大的芯径尺寸
    b、大的数值孔径
    c、高收光效率
    d、用于光纤干涉型测量系统

7、分布式光纤传感器的原理主要是基于
    a、瑞利散射
    b、布里渊散射
    c、光的干涉效应
    d、光的衍射效应

8、光纤光栅传感器与其它光纤传感器相比的优势主要有
    a、波长载信息的特点使光纤光栅传感器的输出与光源的光功率、光源光功率的波动、光纤的连接损耗无关。
    b、利用波分复用技术可以方便地构成传感网络。
    c、传感网络中传感点的个数受光源谱宽的限制。
    d、测量系统简单。

9、几种解调光纤光栅布拉格波长的方法
    a、利用光波衍射效应
    b、无源光滤波器解调波长的变化
    c、可调谐滤波器的跟踪作用解调波长的变化
    d、干涉仪来解调波长移动

10、可调谐滤波器的工作原理是
    a、fabry-perot干涉仪
    b、michelson干涉仪
    c、双波长干涉
    d、多波长干涉

11、光纤传感器原理是传感元件根据改变光波的一些特性而设计，这些特性可以是光的强度、偏振态、相位、以及波长；当被测物理量变化时，光波的某些特性也线性的变化，这些变化量由探测器探测，从而测量出被测物理量的变化。

12、多模光纤主要用于强度型光纤传感器。

13、多模光纤能用于干涉型光纤传感器。

14、单模光纤主要用于干涉型光纤传感器。

15、扩大光纤可调谐滤波器的波长调节范围的方法：减小光纤fabry-perot干涉仪的腔长。

16、提高可调谐滤波器的波长解调精度的方法是：提高光纤fabry-perot干涉仪的波长精细度。

17、利用干涉仪解调光纤光栅的布拉格波长移动量的原理是：波长移动导致干涉信号的相位线性移动，只要测量出干涉信号的相位移动量，即测量出光纤光栅的布拉格波长移动量。

18、光纤白光干涉测量系统的基本原理是：双光束干涉仪的光程差为零时出现白光干涉条纹，光程差不为零时不出现干涉条纹。

19、光纤白光干涉测量系统与光纤激光干涉测量系统相比的优势是：光纤白光干涉测量系统能进行绝对测量，光纤激光干涉测量系统只能进行相对测量；光纤白光干涉测量系统能够进行远程测量。

模拟考试

客观题

1、非光物理量的测量是光学测量技术应用最广泛的领域，其核心是如何把非光物理量转换
    a、光信号
    b、电流信号
    c、电压信号
    d、电磁信号

2、接收器和光源相向运动时，接收器接收到的波的频率会
    a、变大
    b、变小
    c、不变
    d、随机变化

3、一个完整的测量过程包含哪些测量要素
    a、测量对象和被测量
    b、测量单位和标准量
    c、测量方法
    d、测量的不确定度

4、用于微观表面三维形貌测量的光探针尺寸决定于
    a、光衍射效应
    b、光波波长
    c、光干涉效应
    d、光折射效应

5、影响干涉条纹对比度的主要因素是
    a、两相干光束的振幅比
    b、光源的大小
    c、光源的单色性
    d、光源的强度

6、常用的全息干涉测量方法主要包括
    a、二次曝光法
    b、单次曝光法
    c、时间平均法
    d、空间积分法

7、夫琅和费单缝衍射光强的分布与哪些参数相关？
    a、缝宽
    b、激光波长
    c、狭缝与光源之间的距离
    d、狭缝与观察屏之间的距离

8、分辨率是指测量系统能检测的最小输入增量。

9、频率不同的两束光肯定不能发生干涉。

10、散斑干涉测量不仅可以测量离面位移，也可以测量面内位移。

主观题

1、杨氏双缝干涉可以来测量某一单色光的波长，请描述其测量过程。

工程光测技术期末考试

光电检测技术期末考试试卷

1、非光物理量的测量是光学测量技术应用最广泛的领域，其核心是如何把非光物理量转换为
    a、电流信号
    b、电压信号
    c、光信号
    d、电磁信号

2、衡量干涉条纹质量的最重要的参数是
    a、条纹的亮度
    b、条纹的对比度
    c、条纹的宽度
    d、条纹的密度

3、激光准直测量的基准是光线基准，但由于各种因素的影响，激光光线会发生漂移，下列不属于产生激光漂移的主要因素的是
    a、供电电源稳定性的变化
    b、激光器谐振腔的变形
    c、固定调整机构的机械蠕变
    d、大气的扰动

4、不能用于解释莫尔条纹形成机理的理论是
    a、基于遮光原理
    b、基于衍射干涉原理
    c、基于傅里叶原理
    d、基于折射反射原理

5、光学三角法的原理是
    a、基于物镜的物象位置共轭原理
    b、基于衍射干涉原理
    c、基于傅里叶原理
    d、基于折射反射原理

6、基于光栅投影的光学表面三维形状测量技术关键是
    a、解调出被测表面上各点的相位
    b、测量条纹间距
    c、测量条纹对比度
    d、测量条纹宽度

7、利用多普勒效应进行测量的关键是
    a、解调由于被测量引起的光波频率变化
    b、解调由于被测量引起的光强变化
    c、解调由于被测量引起的光相位变化
    d、解调由于被测量引起的光偏振态变化

8、光纤光栅传感器的关键是
    a、如何准确求出光栅布拉格波长的移动量
    b、如何求出光栅布拉格波长的光强变化
    c、如何求出光栅布拉格波长的偏振态变化
    d、如何求出光栅布拉格波长的范围变化

9、一个完整的测量过程包含哪些测量要素
    a、测量对象和被测量
    b、测量单位和标准量
    c、测量方法
    d、测量的不确定度

10、选择光学测量方法主要依据以下哪几个方面来综合考虑
    a、被测对象与被测量
    b、测量范围
    c、测量灵敏度或精度
    d、经济性
    e、环境要求

11、影响干涉条纹对比度的主要因素是
    a、两相干光束的振幅比
    b、光源的大小
    c、光源的单色性
    d、光源的强度

12、从原理上可以将产生光干涉的方法分为哪三类
    a、分相位
    b、分振幅
    c、分偏振方向
    d、分波阵面

13、下列产生干涉的方法中，属于分波阵面的是
    a、杨氏双缝
    b、菲涅尔双面镜
    c、洛埃镜
    d、菲涅尔双棱镜
    e、比累对切透镜
    f、平行平板
    g、迈克尔逊干涉

14、提高激光干涉仪分辨率的途径包括
    a、电路倍频
    b、光路倍频
    c、减小波长
    d、提高温度

15、全息术能同时记录物体的振幅和相位的全部信息，利用了光的哪些原理？
    a、干涉
    b、衍射
    c、反射
    d、折射

16、全息照相过程分为哪两个步骤？
    a、波前记录
    b、波前再现
    c、波前校正
    d、波前探测

17、夫琅和费单缝衍射光强的分布与哪些参数相关？
    a、缝宽
    b、激光波长
    c、狭缝与光源之间的距离
    d、狭缝与观察屏之间的距离

18、莫尔条纹具有以下特性
    a、放大性
    b、同步性
    c、准确性
    d、局部性

19、傅里叶变换光栅投影表面三维形状测量技术的优点
    a、只需要一帧或两帧条纹图
    b、速度快
    c、可用于动态测量
    d、测量精度相对较低

20、微观表面三维形貌光学焦点测量技术的特点
    a、对表面倾斜很敏感
    b、被测表面的反射率有要求
    c、要求被测表面必须保持洁净、无水和油质，以保证测量结果
    d、适合加工现场的使用

21、以下哪些情形可产生多普勒效应
    a、接收器运动，波源静止
    b、接收器静止，波源移动
    c、波源和接收器同时运动
    d、波源和接收器同时静止

22、按照将被测量的调制方式分类，光纤传感技术可分为
    a、强度调制型
    b、相位调制型
    c、偏振调制型
    d、波长调制型

23、分布式光纤传感器的原理主要是基于
    a、瑞利散射
    b、布里渊散射
    c、光的干涉效应
    d、光的衍射效应

24、光纤光栅传感器与其它光纤传感器相比，有以下特点
    a、波长载信息的特点使光纤光栅传感器的输出与光源的光功率、光源光功率的波动、光纤的连接损耗无关
    b、利用波分复用技术可以方便地构成传感网络
    c、传感网络中传感点的个数受光源谱宽的限制
    d、测量系统简单

25、计量学是指研究测量、保证测量统一和准确的科学。

26、灵敏度是指测量系统输出变化量与引起该变化量的输入变化量之比。

27、位相差不能恒定的两束光肯定检测不到干涉现象。

28、同一原子发出的光相遇后肯定能产生干涉。

29、电子散斑干涉测量，省去了使用和处理全息干板的麻烦，但测量精度不高，无法进行动态测量。

30、利用单缝衍射测量的间隙测量法时，可以通过测量某级条纹的位置来求出狭缝间隔，也可以测量两暗条纹之间的间隔来求出狭缝间隔。

31、微观表面三维形貌光学焦点测量技术的横向分辨率决定于光探针的尺寸。

32、光纤传感器原理是传感元件根据改变光波的一些特性而设计，这些特性可以是光的强度、偏振态、相位、以及波长；当被测物理量变化时，光波的某些特性也线性的变化，这些变化量由探测器探测，从而测量出被测物理量的变化。

33、利用干涉仪解调光纤光栅的布拉格波长移动量的原理是：波长移动导致干涉信号的相位线性移动，只要测量出干涉信号的相位移动量，即测量出光纤光栅的布拉格波长移动量。

工程光测技术考试试卷主观题a

1、双目视觉测量中视差(disparity)与深度(depth)的关系。x为空间中的点，x和x’是点x在左右像平面上的成像点，f是焦距，o和o’是左右相机的光心。由下图（见附件）可见左右两个相机的光轴是平行的。若两个相机已经校正完成即达到极线平行，两条光轴方向也平行，请推导出视差和物体深度的关系式。

2、杨氏双缝干涉实验，采用单色光可以在屏幕上看到明暗相间的条纹。若采用复色光源，则干涉条纹是彩色的，为什么？

3、设计一种表面粗糙度测量仪器，画出测量原理图，并文字说明。