[광학기사 필기] 08년 1회차 기출문제 해설 페이지

다음 중 빛의 성질에 관한 설명으로 틀린 것은?

입자적 성질을 나타내는 현상은 광전효과가 있다.

전자기파이며 빛이 직진하는 성질 때문에 반사와 굴절이 된다.

빛의 파동 성질을 나타내는 현상으로는 간섭과 회절이 있다.

빛은 음향입자(phonon)의 흐름이다.

초점거리가 60cm 인 대물렌즈와 초점거리가 3cm 인 대안 렌즈로 만든 망원경의 배율은?

10

20

40

180

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

25cm, 볼록렌즈

40cm, 볼록렌즈

25cm, 오목렌즈

40cm, 오목렌즈

“빛이 한 점에서 다른 점으로 전파될 때 그 광선의 경로는 광학적 길이가 최소화되는 경로를 택한다”는 원리를 설명 한 사람은?

Fermat

Snell

Huygens

Young

구면거울 2m 앞에 물체가 있을 때 상의 거리가 50cm라면 이 거울의 곡률반경은 몇 cm 인가?

40

60

80

100

He-Ne 레이저에서 발생한 평행광선이 광축을 따라서 단일 볼록렌즈에 의해 집속될 때, 초점에 한점으로 모이지 않고 크기를 갖는 원으로 모이는 것은 무슨 수차 때문인가?

구면수차

코마수차

만곡수차

왜곡수차

다음 중 종색수차를 최소화하는 방법으로 적절한 것은?

필름을 벤딩한다.

비구면 가공을 한다.

접촉 이중렌즈를 사용한다.

중간에 스톱이 있는 대칭형 구조의 렌즈를 사용한다.

그래프에서 undercorrected spherical aberration에 관한 광축으로부터의 높이(h)와 초점거리(f)의 관계를 옳게 표현한 것은?

①

②

③

④

15 디옵터의 얇은 렌즈 두 개가 8cm 떨어져 있다면 두 렌즈에 의한 유효초점거리는 몇 cm 인가? (단, 두 렌즈는 모두 공기 중에 있다.)

10

12.5

15

17.5

다음 중 주경이 오목 거울, 부경이 볼록 거울로 구성된 망원경은?

뉴턴 망원경

공심형 망원경

그레고리형 망원경

카세그레인형 망원경

크라운 유리의 C(H)선에 대한 굴절률이 1.5204, D(Na) 선에 대한 굴절률이 1.5230, 그리고 F(H)선에 대한 굴절률이 1.5293 일 때, 이 유리의 색분산과 관련된 아베수(Abbe's number)는 약 얼마인가?

45.2

58.8

69.4

81.6

근축광선 이론을 도입할 경우, 다음 중 Snell의 굴절 법칙을 바르게 나타낸 것은?

n1·θ1=n2·θ2

n1·√θ1=n2·√θ2

n1·θ2=n2·θ1

n1·√θ2=n2·√θ1

굴절률이 n 인 매질에서 광선이 d 만큼 이동할 때 광선 도달행렬(lay-transfer matrix)은 어떻게 표현되는가?

1mm 당 10개의 줄무늬가 있는 물체에 대한 두 광학계의 MTF 값이 각각 0.7 과 0.8 이다. 두 광학계를 동시에 사용할 때, 전체 MTF 값은 얼마인가?

0.1

0.56

0.7

56

그림과 같이 입사각 θ1 으로 빛이 광학적으로 밀한 매질(n1)에서 광학적으로 소한 매질(n2)로 입사할 때, 예측되는 굴절광의 경로는 어느 것인가?

A

B

C

D

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

대물렌즈 25cm, 대안렌즈 5cm

대물렌즈 5cm, 대안렌즈 25cm

대물렌즈 30cm, 대안렌즈 5cm

대물렌즈 5cm, 대안렌즈 30cm

깊이 2m 인 수영장에 굴절률이 5/3인 액체로 채워져 있다. 수영장의 표면을 원형의 판으로 덮어 수영장 바닥에 놓여 있는 점광원의 빛이 새어 나가지 못하게 하려면 판의 최소 반지름은 약 몇 m 로 하여야 하는가?

0.5

1

1.5

2

다음 중 렌즈의 초점을 구하는 방법이 아닌 것은?

노달 슬라이드법

Fourier 방법

자동시준화 방법

Abbe 방법

물체의 오른쪽으로 10cm 떨어진 곳에 놓인 렌즈가 물체의 5 배인 허상을 만든다면 렌즈의 굴절능은 몇 D 인가? (단, 물체와 렌즈는 공기 중에 놓여 있다.)

6

7

8

9

어떤 물체를 f-4 에 1/400 초로 촬영하는 것이 적당한 노출이라면 f-8 인 경우 적절한 노출시간은 몇 초인가?

1/25

1/50

1/100

1/200

박막 도파로에 대한 설명으로 틀린 것은?

박막 도파로에는 TEM 파가 전송되지 못한다.

일반적으로 박막 도파로의 유효두께는 박막두께보다 크다.

박막 도파로는 도파되는 빛의 파장이 짧을수록 제작이 용이하다.

도파로의 도파모드 측정을 통하여 광학 박막의 굴절률 결정이 가능하다.

다음 중 홀로그램에 대한 설명으로 옳은 것은?

홀로그램이 기록된 건판의 일부만 사용하여도 기록된 물체의 3차원 재생상을 볼 수 있다.

홀로그램은 물체로부터 나온 광파의 세기를 기록한 것 이다.

일반적으로 투과형 홀로그램이 반사형 홀로그램에 비해 백색광에서의 색번짐(chromatic blur)이 적다.

온셋기준파(onset reference) 홀로그램이 오프셋기준파(offset reference) 홀로그램에 비하여 홀로그램 영상의 관찰에 유리하다.

다음의 간섭계 중 진폭분리형 간섭계가 아닌 것은?

자민(Jamin) 간섭계

마이켈슨(Michelson) 간섭계

마하-젠더(Mach-Zehnder) 간섭계

프레넬 이중프리즘(biprism) 간섭계

폭 50㎛의 좁고 긴 슬릿 바로 뒤에 초점거리 1m인 블록 렌즈를 놓고 단색광을 수직으로 입사시켰을 때, 렌즈의 초점면에 나타난 회절무늬의 중심에서 첫번째 어두운 중심까지의 거리가 12mm 라면 이 빛의 파장은 몇 ㎛ 인가?

0.49

0.55

0.60

0.68

음향광학 변조기는 투명한 결정이나 유리로 된 물질의 한 끝에 압전소자를 부착하여 초음파를 발생시켜 입력광을 변조시킨다. 투명 매질 내 초음파에 의해 입력광에서 일어나는 광학적 현상은?

회절

간섭

편광 방향의 변화

입력광 세기의 변조

광통신용 섬유에서 모드분산(modal dispersion)을 줄이는 방법이 아닌 것은?

광섬유 코어의 직경을 작게 한다.

코어의 굴절률이 연속적으로 분포하도록 만든다.

아베수가 큰 재질로 광섬유를 제작한다.

이산화규소유리 광섬유를 사용한다.

광섬유를 이용하여 센서를 구성하려고 한다. 압력이나 진동을 측정하는 광섬유는 어떤 광학적 현상을 이용하는 것인가?

복굴절 변화

포켈스 효과

광탄성 효과

패러데이 효과

4.0×1014Hz의 주파수를 가지는 빛이 단위 cm당 10000개의 선을 가지는 회절격자(grating)에 수직으로 입사된다. 이 grating으로 볼 수 있는 스펙트럼의 가장 큰 차수는?

0차

1차

2차

3차

파장이 1.5m 이고 빔의 직경이 1mm인 가우스 광속을 렌즈에 입사시켜 지름이 10m 인 광섬유 코어에 집속시키려고 하면, 필요한 렌즈의 초점거리는 약 몇 mm 인가?

4.8

5.2

5.7

6.3

나트륨등에서 나오는 노란빛은 5890Å 과 5896Å 의 두 파장으로 되어 있다. 이 빛의 스펙트럼을 회절격자를 사용하여 분해하여 보려고 한다면, 어떤 빛을 사용하여야 하는가? (단, 나트륨등의 기체압력과 온도에 의한 선폭 확대는 무시한다.)

격자선 밀도 10 lines/mm 인 5cm × 5cm 회절격자에서 1차 회절된 빛을 사용한다.

격자선 밀도 15 lines/mm 인 5cm × 5cm 회절격자에서 1차 회절된 빛을 사용한다.

격자선 밀도 5 lines/mm 인 5cm × 5cm 회절격자에서 2차 회절된 빛을 사용한다.

격자선 밀도 20 lines/mm 인 5cm × 5cm 회절격자에서 2차 회절된 빛을 사용한다.

굴절률 1.5 인 유리면에 굴절률 1.38 인 MgF2 박막을 한 층 입혀서 550nm 에 대한 반사율이 최소가 되게 하려고 한다. 이 때 필요한 박막의 최소 두께는 약 몇 nm 인가?

100

153

306

397

그림과 같은 주기함수 f(x)를 푸리에 급수(Fourier series)로 바르게 표현한 것은?

Ψ(x, t)=A sin (ax-bt)의 조화 파동함수가 갖는 속도의 크가와 방향을 올바르게 나타낸 것은? (단, a 와 b 는 양의 상수이다.)

b/a, +x 방향

b/a, -x 방향

a/b, +x 방향

a/b. -x 방향

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

저주파 투과 필터

고주파 투과 필터

광대역 투과 필터

홀로그램 필터

공간주파수(Spatial frequency)의 단위는?

Hz

cycles/mm

cycles/s

lines/s

굴절률이 1.47 인 글리세린 속에 놓인 동전의 겉보기 깊이는 30cm 이다. 실제 깊이는 약 몇 cm 인가?

21

30

44

54

각주파수가 ω로써 z 방향으로 진행하는 두 평면 조화파 Eoexp[i(kz1-ωt+øo)] 와 Eoexp[i(kz2-ωt+øo)]가 합성될 때 합성파의 세기는? (단, Eo는 진폭이다.)

2E2o[1-cos {k(z1-z2)-2øo}]

2E2o[1+cos {k(z1-z2)}]

2E2o[1+cos {k(z1-z2)+2øo}]

2E2o[1-cos {k(z1-z2)}]

회절격자로부터의 m 차 회절광에 대한 각 분산 (Dm: angular dispersion)의 표현으로 옳은 것은? (단, θm은 m 차 회절광의 격자의 수직면에 대한 회절각, a는 회절격자의 격자간 간격이다.)

다음 중 홀로그램의 특성이 아닌 것은?

기준파의 위치가 변하면 상의 크기는 변하지 않으나, 상의 위치는 변화한다.

홀로그램을 작은 조각으로 잘라내어도, 각 조각은 물체의 온전한 상을 모두 포함한다.

제작된 홀로그램을 밀착 인화(contact printing)하면 동일한 성질의 또 다른 홀로그램을 만들 수 있다.

기록광 파장의 2배 파장을 갖는 광으로 홀로그램을 재생할 때, 재생된 상의 횡배율이 2배이면 종배율도 2배이다.

광통신에 주로 사용되는 C-band 의 파장 영역은?

800 ~ 900nm

1260 ~ 1360nm

1365 ~ 1525nm

1530 ~ 1562nm

다음 중 He-Ne 레이저의 발진파장에 해당되는 것은?

632.8Å

6.328m

256nm

632.8nm

현미경 검사 표본(KS B 5603)은 직선을 평행으로 그은 격자 모양의 것으로 하고, 1mm 길이에 그어진 직선의 수에 따라 0종, 1종, 2종으로 구분된다. 다음 중 1종에 해당하는 직선의 수는?

100

300

600

900

카메라 렌즈의 f 값이 f-2 인 렌즈와 f-4 인 렌즈가 있다. 두 렌즈의 노출 속도비의 값은?

1.4

2

2.8

4

대물렌즈의 초점거리 5mm, 광경통 길이 16cm, 투사대안 렌즈의 초점거리 5cm 인 현미경에 길이 25cm 인 카메라가 부착된 현미경 사진장치가 있다. 이 사진 건판상의 총 배율은?

80배

160배

240배

320배

색지움(색수차가 소거됨) 렌즈에 대한 설명이 틀린 것은?

볼록 크라운렌즈를 전면으로 하고, 오목 프린트 렌즈를 후면으로 하여 결합시켜 만든다.

C선(H-6562Å)과 F선(H-4861Å) 및 d(He-5876Å)에 대한 색지움렌즈는 3개의 렌즈로 구성한다.

색지움 렌즈의 설계시 주로 참고되는 프라운호퍼선으로는 C선과 F선이 있다.

색지움 이중렌즈를 통과한 빛은 파장에 상관없이 공통 초점을 가진다.

전체 홈(groove)의 수가 N 인 회절격자에 의해 m 차로 회절되는 빛에 대한 회절격자의 분해능 R 은?

m · N

m/N

N/m

m · logN

다음 중 뉴턴 원무늬(Newton's rings) 실험을 이용하여 볼록렌즈와 곡률반경을 측정하려 할 때 필요한 값이 아닌 것은?

유리의 굴절률

사용한 빛의 파장

간섭무늬의 차수

무늬 중심으로부터의 거리

굴절률(n = 1.5)이 같은 두 렌즈가 30cm 떨어져 있는 광학계의 만곡수차(field curvature)를 제거하고자 한다. 첫 번째 렌즈는 볼록렌즈, 두 번째 렌즈는 오목렌즈이며 두 렌즈 모두 초점거리가 30cm 이다. 이 광학계의 초점거리는 몇 cm 인가?

10

20

30

40

다음 중 광학렌즈의 재료로 사용되지 않는 것은?

PS(Polystyrene)

PC(Polycarbonate)

MGO(Magnesium Oxide)

PMMA(Polymethylmethacrylate)

어떤 쌍안경에 7 x 50 이라는 숫자가 쓰여 있다. 이 쌍안경의 출사동(exit pupil)의 직경은 약 몇 mm 인가?

7

10

50

100

광학유리 지도(map)에 관한 설명으로 옳은 것은?

일반적으로 Abbe 수가 큰 물질일수록 굴절률도 높다.

수평축은 Abbe 수이고, 수직축은 He d선에서의 굴절률이다.

크라운(crown)유리의 Abbe 수는 플린드(flint)유리의 Abbe 수보다 작다.

플린트(flint)유리의 굴절률은 크라운(crown)유리의 굴절률보다 작다.

A 지점에서 발사된 빛이 B 지점에 놓여있는 거울에 반사 되어 A 지점까지 되돌아 오는데 10-6초가 걸렸다면 A 지점 과 B 지점사이의 거리는 몇 m 인가? (단, A 지점과 B 지점 사이는 진공으로 되어있다.)

15

30

150

300

그림과 같은 프리즘을 통과하는 광이 프리즘의 빗면을 통과하여 공기 중으로 전파되지 못하도록 하려고 한다. 이 프리즘의 굴절률이 빛의 파장에 관계없이 일정하다면 이 프리즘이 가져야 할 최소 굴절률은 얼마인가?

1.5

2

√2

1/√2

다음 그림과 같이 2차경에서 오목면경을 사용하여 주경의 초점 밖에서 도립상을 얻는 방식의 반사망원경은?

카세그레인(Cassegrain) 방식

그레고리(Gregory) 방식

뉴턴(Newton) 방식

쿠테(Coude) 방식

다음 중 일반렌즈용 광학재료가 갖추어야 할 조건이 아닌 것은?

무색 투명해야 한다.

기계적인 가공성이 좋아야 한다.

광학적으로 균질성이 있어야 한다.

광학적으로 이방성이 있어야 한다.

정각(꼭의각)이 α이고, 최소편의각이 δm인 분산 프리즘의 굴절률은?

카메라 렌즈의초점거리가 80mm이고, 앞쪽 입사각 렌즈의 크기는 55mm이며, 뒤쪽 출사쪽 렌즈의 크기는 30mm이다. f-수가 1.4인 경우, 이 렌즈의 구경(STOP) 직경은 약 몇 mm 인가?

1.45

1.8

57

77

일반적인 광학유리의 구성 원소 중 가장 많이 포함되는 것은?

Al2O3

B2O3

Na2O

SiO2

사진기의 조리개 구경을 반으로 줄일 경우, 사진기의 f-수와 필름면에 도달하는 빛의 선속밀도에 관한 설명으로 옳은 것은?

f-수와 선속밀도 모두 반으로 감소

f-수와 선속밀도 모두 2배 증가

f-수는 반으로 감소, 선속밀도는 4배 증가

f-수는 2배 증가, 선속밀도는 1/4로 감소

렌즈의 설계를 위해 참고하여야 할 광학유리의 물성과 무관한 것은?

접착성

굴절률

투과도

열팽창 계수

많은 종류의 레이저에서 플라즈마관의 창(Window)이 브루스터(Brewster) 각도로 부착되어 있는 것을 볼 수 있다. 그 이유로 가장 적합한 내용은?

가간섭성(coherence)를 좋게 하기 위해

회절효과를 줄이기 위해

창에서의 반사를 없애기 위해

간섭을 줄이기 위해

결정구조 중 전기광학 특성인 포켈스 효과(Pockels effect)를 보이는 구조로 옳은 것은?

단축 결정구조를 제외한 전 결정구조

쌍축 결정구조를 제외한 전 결정구조

중심대칭이 없는 등방성 결정구조를 제외한 전 결정 구조

중심대칭이 없는 등방성(isotropic), 단축(uniaxial) 및 쌍축(biaxial) 결정 전부

다음 레이저 중 화학반응에 의한 레이저 발진이 일어날 수 없는 것은?

DF 레이저

HF 레이저

Xe-Cl 레이저

He-Ne 레이저

다음 중 레이저와 주요 발진 파장의 연결이 틀린 것은?

CO2 레이저 : 10.6㎛

루비 레이저 : 882nm

ArF 엑시머 레이저 : 193nm

He-Ne 레이저 : 632.8nm

다음 중 출력이 높아 절단, 용접 등 산업용 공작기계에 많이 사용되는 레이저는?

He-Ne 레이저

Ar-ion 레이저

CO2 레이저

ArF 레이저

레이저 공진기는 서로 마주 보는 두 개의 거울 사이에서 광속이 반사를 반복하면서 오랫동안 머물도록 고안된 것이다. 이는 어떤 간섭계를 이용한 것인가?

트위먼-그린(Twyman-Green)

뉴턴(Newton)

마흐-젠더(Mach-Zehnder)

패브리-페로(Fabry-Perot)

등방성 물질인 클로로포름(CHCl3)에서 관찰할 수 있는 효과는?

커(Kerr) 효과

포켈스(Pockels) 효과

광전(photoelectric) 효과

광굴절률(photorefractive) 효과

굴절률 타원체(index ellipsoid) 방정식이 0.4X2+0.4Y2+0.3Z2=1인 매질에서 x 축 방향으로 편극된 광의 굴절률은 약 얼마인가?

1.38

1.48

1.58

1.68

펄스폭이 아주 좁은 펄스레이저(10-12s 이하)를 이용하는 분야로 적절하지 않은 것은?

정밀 거리 측정

전자의 빠른 운동분석

광유도 화학반응 분석

물질의 정밀한 분광특성 조사

음파를 이용한 광변조는 음파가 만드는 회절격자에 의한 빛의 회절현상을 이용한 것이다. 그림과 같이 음파면에 대해 θ의 각도로 입사하여 다시 같은 각도 θ로 1차 회절 될 때 회절광의 세기가 가장 크게 되는 조건은? (단, λ와 λs는 물질 내의 빛과 음파의 파장이고, n은 물질내의 빛의 굴절률이다.)

2λs sinθ = λ/n

2λ sinθ = λs/n

λs sinθ = λ/n

λ sinθ=λs/n

그림은 니콜 프리즘(Nicol prism)을 나타낸 것이다. 광선 A와 B에 대하여 바르게 기술한 것은? (단, ↔ 와 ↕ 는 각각 z축, y축 전기장의 진동방향을 나타낸다.)

A는 정상광선(ordinary ray)이고, 전기장은 ↔ 선형 편광된다.

A는 정상광선(ordinary ray)이고, 전기장은 ↕ 선형 편광된다.

B는 정상광선(ordinary ray)이고, 전기장은 ↔ 선형 편광된다.

B는 정상광선(ordinary ray)이고, 전기장은 ↕ 선형 편광된다.

다음 중 제2고조파 발생을 위한 위상정합조건이 아닌 것은? (단, k1, k2, k3는 각 평면파의 위상정수, kω는 파수, nω는 굴절률, n2ω 는 제2고조파의 굴절률이다.)

k3=k1+k2

k2ω=2kω

n2ω=nω

빛이 등방성의 작은 입자들에 의하여 산란이 일어날 때 만일 입자들의 크기가 파장에 비하여 무시할 수 있을 정도로 작다면, 산란되는 빛의 세기(Isc)와 파장(λ)과의 관계는?

Isc= ∝ λ-1

Isc= ∝ λ-2

Isc= ∝ λ-3

Isc= ∝ λ-4

632nm 의 입사광에 대해 1/4파장판의 정상광선 굴절률이 1.538, 이상광선 굴절률이 1.549 일 때 1/4파장판의 최소 두께는 약 몇 mm 인가?

0.010

0.012

0.014

0.016

다음 중 레이저를 이용하지 않는 것은?

CD player

광통신

바코드 판독기

전자레인지

선폭 Δv=4 × 102Hz인 레이저의 가간섭시간은 몇 초인가?

8.0×10-4

2.5×10-3

4.0×10-3

8.0×10-3

네온 원자는 [3s2]상태에서 [2p4]상태로 천이할 때, 파장 632.8nm의 광을 방출하며, 천이율은 A24=606×106s-1이다. 이 때 방출된 광의 진폭수 폭은 약 몇 MHz 인가?

0.1

1

10

100

가간섭거리(coherence length)에 대한 설명으로 적절하지 않은 것은?

가간섭거리는 스펙트럼 선폭에 반비례하다.

가간섭거리는 가간섭시간 동안 광파가 진공 속을 진행한 거리이다.

가간섭거리보다 긴 위상차를 가질 때 선명한 간섭 무늬를 얻을 수 있다.

일반 방전등에서 나온 광파의 가간섭거리보다 레이저 빛의 가간섭거리가 더 길다.

다음 중 넓은 대역에 걸쳐 발진파장의 가변이 가능한 레이저는?

Nd:YAG 레이저

반도체 레이저

구리 증기 레이저

색소 레이저

어떤 레이저 광원의 발진주파수 대역폭이 4.5×108Hz로 주어질 때 가간섭거리(coherence length)는 몇 cm인가?

1.5

6.67

15

66.7