[광학기사 필기] 10년 1회차 기출문제 해설 페이지

다음 중 렌즈의 초점을 구하는 방법이 아닌 것은?

아베(Abbe) 방법

노달 슬라이드법

자동시준화 방법

푸리에(Fourier)방법

두꺼운 양면 볼록렌즈의 곡률반경이 각각 8㎝, -5㎝이고 가운데 두께가 1㎝, 굴절률이 1.6 일 때 이 렌즈계의 초점거리는 약 얼마인가?

3.34㎝

4.26㎝

5.28㎝

6.36㎝

초점거리가 각각 10㎝인 볼록렌즈와 오목렌즈를 동일 광축위에 나란히 놓아 1개의 새로운 렌즈를 만든다면 새로운 렌즈의 유효초점거리와 렌즈의 종류는? (단, 두 렌즈 사이의 간격은 2.5㎝이다.)

25㎝, 볼록렌즈

25㎝, 오목렌즈

40㎝, 볼록렌즈

40㎝, 오목렌즈

“페쯔발 조건(Petzval Condition)"은 어떤 수차를 제거하기 위한 것인가?

코마

구면수차

색수차

상면만곡

30mm의 초점거리를 갖는 양면 볼록렌즈(Biconvex)를 굴절률이 1.5인 유리로 제작하려고 한다. 한쪽면의 곡률반경 R2를 다른 면의 곡률반경 R1의 3배가 되도록 하려고 한다면 곡률반경 R1은 얼마가 되어야 하는가?

5mm

10mm

15mm

20mm

정상적인 사람의 눈에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

눈의 원점은 무한대이다.

눈의 근점은 약 2㎝이다.

망막에 맺히는 상은 도립실상이다.

정상적인 사람의 명시거리는 약 25㎝이다.

굴절률이 1.52인 유리판으로부터 굴절류링 1.38인 박막으로 빛이 입사할 때 전반사 임계각은 약 얼마인가?

41.2°

46.4°

56.2°

65.2°

같은 유리로 만든 초점거리가 각각 f1, f2인 2개의 렌즈를 이용하여 색수차를 제거하고자 한다. 이때 두 렌즈의 간격은 얼마인가?

f1+f2/2

f1+f2

높이 5㎝인 용기에 소금물이 담겨 있다. 굴절률은 꼭대기에서 1.4, 바닥에서 1.6이다. 용기의 중간 높이에 평행으로 입사한 광선은 용기를 지나는 동안 편향되는데 이 편향된 광선의 곡률반경은 얼마인가?

12㎝

18㎝

25㎝

38㎝

명시거리가 20㎝인 사람이 초점거리 4㎝인 볼록렌즈를 돋보기로 사용할 때 이 돋보기의 배율은 얼마인가?

2배

4배

5배

6배

애플레넷(Aplanat)이란 어떤 수차가 제거된 광학계를 의미하는가?

구면수차와 코마

색수차와 비점수차

왜곡수차와 코마

비점수차와 구면수차

어떤 카메라의 셔터속도를 1/400초, 조리개는 2로 하였더니 노출량이 적당하였다. 조리개를 4로 변화 시키면서 동일한 노출량을 유지하려면 셔터속도는 얼마가 되어야 하는가?

1/6000초

1/800초

1/200초

1/100초

배율이 5인 천체망원경의 두 렌즈가 30㎝ 떨어져 있을 때 대물렌즈와 대안렌즈의 초점거리는 각각 몇 ㎝인가?

대물렌즈 5㎝, 대안렌즈 25㎝

대물렌즈 5㎝, 대안렌즈 30㎝

대물렌즈 25㎝, 대안렌즈 5㎝

대물렌즈 30㎝, 대안렌즈 5㎝

코어의 굴절률이 1.63, 클래딩의 굴절률이 1.52인 계단형 광섬유에서 수용각(Acceptance Angle)은 약 얼마인가?

32°

34°

37°

45°

초점거리 5㎝인 볼록렌즈 후방 2㎝인 곳에 초점거리 -10㎝인 오목렌즈가 배열된 렌즈계에서 볼록렌즈의 전방 20㎝인 지점에 물체가 놓여 있다. 두 렌즈의 직경이 서로 같다고 할 때, 입사창(entrance window)의 위치는?

볼록렌즈 전방 3.33㎝

오목렌즈 전방 1.67㎝

볼록렌즈 후방 3.33㎝

오목렌즈 후방 1.67㎝

두께 12mm인 유리로 만든 어항에 물이 높이 24mm 만큼 담겨 있다. 어항이 마룻바닥에 놓여 있을 때 수면 위에서 수직으로 바닥을 내려다보면, 마룻바닥은 수면으로부터 얼마의 깊이로 보이는가? (단, 유리와 물의 굴절률은 각각 3/2, 4/3 이다.)

18mm

26mm

36mm

50mm

빛의 파장에 따라 렌즈를 통과한 광선의 굴절각이 다르기 때문에 일어나는 수차는?

코마

구면수차

색수차

비점수차

스펙트럼 C선과 F선의 사이에서 플린트 유리의 아베수는 약 얼마인가? (단, 스펙트럼 C, D, F선에 대한 이 유리의 굴절 률은 각각 nC=1.571, nD=1.575, nF=1.585 이다.)

4.107

28.41

41.07

69.93

다음 중 렌즈의 특이점(cardinal point)이 아닌 것은?

절점(nodal point)

정점(vertex point)

광심(optical center)

주요점(principal point)

초점거리가 10㎝인 볼록렌즈의 좌측전방 5㎝인 곳에 물체가 놓여 있다. 상의 위치와 종류를 바르게 기술한 것은?

렌즈의 좌측 10㎝ 인 곳에 정립허상이 생긴다.

렌즈의 우측 10㎝ 인 곳에 도립실상이 생긴다.

렌즈의 좌측 3.3㎝ 인 곳에 정립실상이 생긴다.

렌즈의 우측 3.3㎝ 인 곳에 도립실상이 생긴다.

그림과 같은 삼각형의 프리즘에 빨강, 노랑, 파랑의 빛을 똑같이 입사시킬 때, 프리즘을 통과한 색의 배열이 옳은 것은?

아래는 빨강, 중간은 노랑, 위는 파랑

아래는 빨강, 중간은 파랑, 위는 노랑

아래는 노랑, 중간은 파랑, 위는 빨강

아래는 파랑, 중간은 노랑, 위는 빨강

다음 중 광섬유 내부에서의 길이에 따른 광손실을 계산하는데 사용되는 식은? (단, 길이 ℓ1에서의 빛의 세기는 I1, ℓ2에서의 빛의 세기는 I2이며, ℓ1＜ ℓ2 이다.)

선형편광기 P1을 이용하여 무편광된 빛을 4W/m2의 복사조도를 갖는 선형편광된 빛으로 만들었다. 이 선형편광된 빛을 선형편광기 P1의 선형편광방향과 30°의 각도로 선형편광방향이 어긋나게 배치한 또 다른 선형편광기 P2를 통과시킨다면 이 빛의 복사조도는 얼마가 되는가?

1W/m2

2W/m2

3W/m2

4W/m2

대물경 지름이 1.0m인 반사망원경으로 밤하늘에 보이는 별이 이중성(double star)인지 아닌지를 밝혀내려 한다. 사용하는 빛의 파장이 5,000Å 이라면 이 망원경으로 식별할 수 있는 연성의 최소 각분리도(θ)는 약 얼마인가? (단, 망원경의 수차와 대기 운동에 의한 상의 흐려짐은 없다고 가정한다.)

2.0 × 10-10radian

3.0 × 10-8radian

5.1 × 10-8radian

6.1 × 10-7radian

영의 이중슬릿 실험에서 멀리 떨어져 있는 파장 600㎚의 가간섭성 점광원을 슬릿 간격 0.2mm인 이중슬릿에 비추어 이 슬릿으로부터 2m 떨어진 스크린에서 간섭무늬를 관찰하였다. 가장 밝은 무늬로부터 첫 번째 어두운 무늬가 생기는 위치는 중앙에서 얼마나 떨어져 있는가?

3mm

5mm

30mm

50mm

굴절률이 n인 비누막이 공기 중에 놓여 있다. 파장 λ인 광파가 수직으로 입사하여 비누막의 윗면과 아랫면에서 반사하였다. 이 두 반사광이 보강간섭을 일으키기 위한 비누막의 광학적 두께는 얼마인가? (단, 공기의 굴절률은 n보다 작으며, 비누막의 아랫면도 공기와 접하고 있다고 가정한다.)

λ/8

λ/4

λ/2

λ

2개의 슬릿에 0.2mm 떨어져 있고 1m 거리에 스크린이 있을 때 세 번째 무늬가 중앙무늬에서부터 0.75mm 의 거리에 있는 것을 알았다. 이때 사용한 광파의 파장은 얼마인가?

50㎚

60㎚

70㎚

80㎚

공간필터링을 응용하는 한 방법으로 유체역학에 관한 연구에서 널리 사용하고, 탄도학, 항공역학 및 초음파분석에 매우 유용한 방법으로 압력 변화를 굴절률 함수로 보여주는 것은?

유형 인식 방법

쎄타(theta) 변조 방법

슐리렌(Schileren) 방법

홀로그램(hologram) 방법

신문 사진에 나타나 있는 점 배열들을 보이지 않도록 사진을 부드럽게 하려면 어떤 필터를 사용해야 하는가?

홀로그램 필터

저주파 투과 필터

광대역 투과 필터

고주파 투과 필터

패브리-페로 간섭계(Fabry-Perot interfreometer)의 자유 스펙트럼 영역(free spectral range, (△v)FSR이 20㎓, 반사예리도 (reflecting finesse, )가 400일 때, 이 간섭계의 분해능폭(△v)은 얼마 인가?

20㎒

50㎒

200㎒

500㎒

마이켈슨 간섭계의 광분할기의 반사율이 75%이다. 전반사경 M1, M2에서 반사되어 스크린에 도달한 광파의 진폭을 E1, E2라고 할 때, E1/E2의 크기는 얼마인가? (단, 각각의 경우에서 광속분할기의 이면에서의 반사와 광속분할기와 거울에서의 흡수는 무시한다.)

1/9

1/3

1

3

단축결정인 방해석을 광축에서 45° 기울어진 방향으로 잘라서 연마한 후, 연마된 면에 수직으로 빛을 입사시켰다. 이 때 빛의 경로로 옳은 것은?

다음 중 홀로그래피를 기록할 때 이용되는 광원으로 사용되지 않는 것은?

LED

헬륨-네온 레이저

아르곤 레이저

헬륨-카드뮴 레이저

어떤 사람의 목소리가 가지는 고유주파수를 판별하는 방법으로 가장 적절한 것은?

마이크 사용

슐리렌 방법

스피커 사용

푸리에 변환

굴절률이 유리 내를 진행하는 광이 공기층과 만나는 경계에서 전반사가 일어날 때 임계각(critical angle, θC)은 얼마인가?

26°

42°

48°

53°

그림은 클래딩으로 된 광섬유 측단면을 나타낸 것이다. 허용각(acceptance angle) α를 표현한 것으로 옳은 것은? (단, 코어와 클래딩의 굴절률은 각각 n1, n2이며, 공기의 굴절률 n0는 1이다.)

보이저 탐색선이 보내온 전송사진에 기기의 조정 미비로 인하여 일정한 간격으로 수평줄이 나타났다고 할 때 전체적인 화면의 영상은 크게 상하지 않고, 렌즈의 푸리에 변환(Fourier Transform) 특성을 이용하여 이 선들을 제거할 수 있는 방법으로 옳은 것은?

푸리에 변환 면의 중심부 밝기를 증대시킨다.

푸리에 변환 면에서 중심부분의 빛을 차단한다.

푸리에 변환하면서 렌즈의 중심부를 검게 한다.

푸리에 변환 면의 중앙에서 좌우로 일정한 거리를 떨어진 공간주파수 성분을 차단한다.

다음 중 현미경의 분해능을 결정하는 요소가 아닌 것은?

현미경 대물렌즈의 수차

시료를 비추는 빛의 파장

시료를 비추는 빛의 밝기

현미경 대물렌즈의 수치구경(NA)

다중모드 광섬유의 분산에 있어서 가장 큰 비율을 차지하는 분산은?

모드 분산

구조 분산

재료 분산

스펙트럼 분산

정상굴절률 1.658이고 이상굴절률 1.486인 방해석으로 진공에서 파장 600㎚에서 사용할 1/4 파장판을 만든다면 가장 얇은 1/4 파장판의 두께는 약 얼마인가?

0.45㎛

0.90㎛

1.80㎛

2.70㎛

카메라와 현미경의 상에 관한 설명이 옳은 것은?

카메라는 실물보다 작은 도립실상이, 현미경에는 실물보다 큰 도립허상이 맺힌다.

카메라는 실물보다 작은 정립허상이, 현미경에는 실물보다 큰 도립실상이 맺힌다.

카메라는 실물보다 작은 정립실상이, 현미경에는 실물보다 큰 정립허상이 맺힌다.

카메라는 실물보다 큰 도립실상이, 현미경에는 실물보다 작은 정립허상이 맺힌다.

다음 중 광섬유 위상 센서가 아닌 것은?

샥냑(Sagnac) 간섭 센서

마하-젠더(Mach-Zender) 간섭 센서

에바네슨트(Evanescent) 간섭 센서

패브리-페로(Fabry-Perot)간섭 센서

크라운계 유리에 산화납의 비율을 증가시킬 때 일어나는 광학적 현상으로 옳은 것은?

굴절률은 증가하고, 아베수도 증가한다.

굴절률은 증가하고, 아베수는 감소한다.

굴절률은 감소하고, 아베수는 증가한다.

굴절률은 감소하고, 아베수도 감소한다.

다음 광학물질 중 모스경도가 가장 높은 물질은?

수정

방해석

장석

다이아몬드

광학계의 시야에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

평면거울은 거울자체가 시야조리개이다.

평면거울에서는 물체시야에 비해 상시야가 적다.

볼록거울은 적은 상시야로 많은 물체시야를 확보한다.

오목거울은 많은 상시야로 적은 물체시야를 확보한다.

초점거리가 10㎝인 볼록렌즈를 사용하여 렌즈 전방 30㎝ 앞에 위치해 있는 물체를 결상하고자 한다. 렌즈로부터 상이 형성되는 지점까지의 거리는 얼마인가?

13㎝

15㎝

17㎝

19㎝

다음 중 분광광도계(spectrophotometer)를 이용하여 측정할 수 있는 것은?

조명도 측정

프리즘의 굴절률 측정

구면체의 곡률반경 측정

시료의 파장별 투과율 측정

다음 중 주변광선(marginal ray)에 관한 설명으로 옳은 것은?

상의 밝기를 결정한다.

상의 크기를 결정한다.

입사동의 중심을 통과한다.

출사동의 중심을 통과한다.

복사계측학(Radiometry)에서 에너지 전달율인 파워 (power)의 기본 단위인 와트(Watt)에 대응하는 측광학(Photometry)에서의 단위는 무엇인가?

럭스(lux)

주울(Joule)

루멘(lumen)

람베르트(lambert)

유리도표(Glass Chart)에서 529516으로 표시되는 유리가 있다. 이 유리의 황색 및(파장 0.5876㎛)에 대한 굴절률은 얼마인가?

1.516

1.529

1.589

1.893

회절격자를 이용한 분광에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

회절차수가 높을수록 분해능이 낮다.

0차 회절에서는 분광이 되지 않는다.

1차 회절과 -1차 회절에서의 분광 특성은 동일하다.

회절격자에 입사되는 빛의 면적이 넓을수록 분해가 잘 된다.

삼각 프리즘에서 굴절률에 따른 빛의 편향 (deviation)과 분산에 관한 설명으로 옳은 것은?

굴절률이 크면 분산이 크다.

굴절률이 크면 분산이 작다.

굴절률이 크면 많이 편향된다.

굴절률이 크면 적게 편향된다.

그림과 같은 형태의 접안렌즈는 다음 중 어떤 형태에 속하는가?

에르플 접안렌즈(Erfle eyepiece)

람스덴 접안렌즈(Ramsden eyepiece)

켈너식 접안렌즈(Kellner eyepiece)

오르토스코픽 접안렌즈(Orthoscopic eyepiece)

"Cold mirror"에 관한 설명으로 옳은 것은?

내부에 냉각용 설비를 갖춘 거울

저온에서 사용하도록 설계된 거울

입사광 중 가시광선 부분만 반사하는 거울

저온현상을 관찰할 목적으로 사용되는 특수거울

초점거리 25mm인 대안렌즈의 초점거리 16mm인 대물렌즈로 현미경을 제작하였다. 광학경통의 길이가 160mm라면 이 현미경의 배율은 얼마인가?

10

100

200

400

미국 NASA에서 지구 상공에 설치한 허블(Hubble) 천체 우주망원경에 사용한 망원경으로, 구면수차와 코마의 보정이 어느 정도 가능하며 특히 상면만곡 특성이 우수한 망원경의 형태는?

케플러식 망원경

그레고리식 망원경

갈릴레이식 망원경

카세그레인식 망원경

카메라 렌즈의 f-수(f/#)와 필름의 노출시간(T) 사이의 관계로 옳은 것은?

다음 광학용 플라스틱 재료 중 가시광선의 투명성이 가장 우수한 것은?

PC

PS

PMMA

CR-39

진동수가 대략 5.2×1014㎐인 노란빛의 파장과 사람의 머리카락의 굵기(4×10-2mm)를 비교한 설명으로 옳은 것은?

노란빛의 파장이 머리카락의 굵기보다 약 35배 더 길다.

노란빛의 파장이 머리카락의 굵기보다 약 69배 더 길다.

머리카락의 굵기가 노란빛의 파장보다 약 35배 더 굵다.

머리카락의 굵기가 노란빛의 파장보다 약 69배 더 굵다.

다음 중 광학매질의 복굴절성을 이용한 프리즘이 아닌 것은?

아베(Abbe) 프리즘

로촌(Rochon) 프리즘

월라스톤(Wollaston) 프리즘

글렌-푸코(Glan-Foucault) 프리즘

파장이 λ인 레이저의 선폭이 Δλ이고 이 레이저의 가간섭길이(coherence length)가 ℓc일 때, Δλ×ℓc와 같은 양을 표현한 것은?

1

λ

λ2

λ3

He-Ne 레이저가 항상 선폭이 1.5㎓인 단일종모드로 발진할 수 있는 가장 긴 공진기 길이는 얼마인가?

10㎝

15㎝

20㎝

25㎝

레이저의 가간섭거리(coherence length)는 자발적 방출에 의한 자연선 천이에 의한 것보다 길게 할 수 있는데, 그 이유로 타당한 것은?

레이저 작동시 도플러 효과에 의해 선폭이 줄어들기 때문

레이저 작동시 도플러 효과에 의해 선폭이 늘어나기 때문

레이저 작동시 레이저 선폭이 자연선폭보다 줄어들기 때문

레이저 작동시 레이저 선폭이 자연선폭보다 늘어나기 때문

편광방향이 서로 수직방향으로 주어진 두 레이저광의 간섭에 관한 설명으로 옳은 것은?

간섭을 일으키지 않는다.

시간 가간섭성(temporal coherence)이 충분하면 간섭을 일으킨다.

공간 가간섭성(spatial coherence)이 충분하면 간섭을 일으킨다.

시간 가간섭성, 공간 가간섭성이 모두 충분해야 간섭을 일으킨다.

임의의  축 방향으로 편광된 빛을 90도 회전된  축 방향으로 편광된 빛으로 바꾸기 위해 사용되는 소자는?

선형편광기(Linear polarizer)

반파장판(Half wave plate)

1/4파장판(Quarter wave plate)

Polarization beam splitter

파장이 각각 1.06㎛, 10.0㎛인 레이저 광을 비선형 단결정을 이용하여 합성할 때 합성된 광의 파장은 약 얼마인가?

0.96㎛

8.94㎛

11.06㎛

12.64㎛

그림과 같이 수직방향으로 편광된 빛이 분극축이 45°로 편광투과방향으로 회전시킨 편광자 (Polat izer)에 입사하면 이 편광자를 통과하는 광량은 입사광량의 몇 % 가 되는가? (단, 편광자는 이상적인 것으로 가정한다.)

0%

45%

50%

100%

다음 중 결정이 복굴절성을 지니는 물질이 아닌 것은?

석영(Quartz)

방해석(Calcite)

질산나트륨(NaNO3)

염화나트륨(NaCl)

레이저에서 레이저 빔의 편광특성을 높이기 위한 방법으로 옳은 것은?

레이저 공진기 내에 프리즘을 삽입한다.

레이저 공진기 내에 에탈론을 삽입한다.

레이저 공진기의 창을 부르스터 각도로 기울인다.

레이저 공진기의 반사경으로 반사율이 아주 높은 것을 사용한다.

CO2 레이저는 레이저 방전관에 N2, He등의 혼합가스를 넣어 레이저를 발진시키는데, 이들 혼합가스 중 He의 역할에 관한 설명으로 가장 적절한 것은?

CO2 분자의 여기효율을 높여 준다.

CO2 분자를 선택적으로 상위준위에 여기 시킨다.

CO2 분자에 충돌에 의한 진동에너지를 부여한다.

CO2 분자의 완화를 도와 발진효율과 출력을 증가시킨다.

공기 중에서 레이저 광펄스(시간폭, △t=0 가정)를 목표물에 발사한 후 10㎲ec 가 지나서 반사 광펄스가 도착하였음을 알았다. 이때 목표물까지의 거리는 얼마인가?

150m

300m

1500m

3000m

다음 중 고출력으로서 금속 및 비금속재료의 가공에 널리 쓰이는 것은?

Ar+ 레이저

Ruby 레이저

CO2 레이저

He-Cd 레이저

광속 직경이 2mm, 전퍼짐각(full divergence angle)이 △θ인 레이저 광속을 광속확대기를 이용하여 20mm의 직경을 가진 평행한 광속으로 확대하면 이 레이저의 전퍼짐각은 얼마가 되는가?

△θ/20

△θ/10

10△θ

20△θ

다음 중 화학 레이저에 사용되는 레이저 매질은?

Ar+

HF

GaAs

R-6G

시간 및 공간 가간섭성에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

복소수 가간섭도의 크기는 간섭무늬의 가시도와 다르다.

시간 가간섭성의 척도인 P11(t)는 광파의 가간섭 시간과 주파수 폭의 함수이다.

시간 가간섭은 광원의 진동수 폭에 관련되며, 공간 가간섭성은 광원의 크기와 연관된다.

가간섭 시간이란 공간상의 한 점에서 광파의 위상이 일정하게 유지되는 시간을 의미한다.

렌즈를 사용하여 레이저광을 집속하는 경우 집속 광속의 크기와 무관한 것은?

입사광속의 직경

입사광속의 선폭

입사광속의 파장

집속렌즈의 초점거리

다음 중 레이저광의 특성에 해당되지 않는 것은?

간섭성이 좋다.

단색성이 좋다.

지향성이 좋다.

편광성이 좋다.

모드 동기(mode locking)된 어떤 레이저 A에서 나오는 펄스의 시간폭이 TA이고, 스펙트럼의 폭은 △fA이다. 이득 매질이 다른 어떤 레이저 B에서 나오는 펄스의 시간폭은 TB이고, 스펙트럼 폭은 △fB이다. 두 펄스의 시간폭 TA, TB가 모두 푸리에 (Fourier)한계값을 가진다면 두 레이저의 시간폭의 비 TA/TB에 가장 가까운 값은? (단, h는 플랑크 상수이다.)

△fB/△fA

h/2

h△fA/△fB

hㆍ△fAㆍ△fB

아날로그 방식에 비한 디지털 광 전송방식의 특성으로 옳지 않은 것은?

광원의 전류-출력 특성의 비선형성에 의해 시스템에 미치는 영향이 적다.

디지털 전송시스템은 오류검사코드를 사용하여 오류를 최소화 할 수 있다.

일반적으로 디지털 시스템은 아날로그 시스템보다 더 좋은 품질의 신호를 얻을 수 있다.

아날로그 신호는 중계기에서 쉽게 재구성 할 수 있으나 디지털 신호는 중계기에서 쉽게 재생될 수 없다.

어떤 결정체의 유전율 와 같이 표현할 수 있다면 이 결정체는 어떤 결정체인가? (단, n0는 정상굴절률, nc는 비정상굴절률이다.)

단축결정

정방형 결정

쌍축결정

육각형 결정