快速解答：光軸是什麼？
光軸是指光學系統中，貫穿各個主要光學元件（如透鏡、反射鏡或光學纖維）的假想直線，通常也是系統的對稱中心。光束在這條軸線上，能保持最佳聚焦與最小失真。無論是在顯微鏡、望遠鏡、相機鏡頭，甚至一般生活中的各種光學產品，光軸的準確性都直接影響成像品質與設備效能。
內容目錄
光軸的基本定義與原理
光軸的物理意義
在光學領域裡，「光軸」這個詞經常出現，但很多人其實都只是一知半解。簡單來說，光軸是指一條假想的直線，穿過某個光學系統裡的全部主要元件，並且通常是這個系統的對稱中心。對於一顆鏡頭來說，光軸就是鏡頭內所有透鏡排列的中心線。
在理想狀況下，所有光線如果都平行於光軸進入光學系統，最終會在同一個焦點匯聚或平行出射。不過，實際應用時，往往還會出現「主光軸」與「副光軸」的區別，這些細節會根據不同的應用需求有所差異。
光軸與主軸的差異
- 主光軸：貫穿光學系統中心點的假想直線，通常同時是系統鏡片的幾何中心。
- 副光軸：是指通過光學元件、但不一定經過中心的光路。
這兩者的差異，在於「主光軸」才是整個系統設計的基礎。所有的校正、調整、設計，都會以主光軸為核心。
光軸在各類光學儀器中的應用分析
顯微鏡的光軸對齊
顯微鏡的成像效果高度依賴光軸的精確對齊。如果光軸偏離，畫面會出現模糊、畸變，甚至亮度不均等問題。專業實驗室常用下列步驟來校正顯微鏡的光軸：
- 調整光源位置：確保光源發出的光線平行於光軸。
- 中心調整鏡頭：透過調整目鏡和物鏡的相對位置，讓所有鏡片的中心都落在同一條直線上。
- 檢查成像：放置標準物片，觀察成像是否均勻、清晰。
專業建議：每次更換鏡頭或移動顯微鏡，都應重新檢查光軸校正。
望遠鏡與天文觀測
望遠鏡的光軸失準，會導致無法準確對焦、星點拉長或產生雙影。天文愛好者在組裝與調整望遠鏡時，必須特別注意以下要點：
- 對齊主鏡與副鏡：使用光軸調整器（collimator）來對齊主、副鏡的中心。
- 調整目鏡座：確保目鏡座與主鏡光軸同心。
- 檢查星點成像：觀察星點是否呈現圓形，若出現橢圓或彗星狀，表示光軸仍未對準。
相機鏡頭與成像品質
相機鏡頭的光軸若與感光元件（感光元件即感光元件CCD或CMOS）不垂直，會導致影像邊緣模糊、透視變形、甚至色散等問題。專業攝影師通常會：
- 用校正軟體進行數位修正。
- 選購高品質鏡頭，確保製程精度。
- 定期檢查鏡頭與機身的安裝狀態。
光軸校正的步驟與常見工具
基本光軸校正步驟
- 確認系統安裝穩固：所有元件需安裝在穩定的基座上。
- 粗略對齊：用肉眼或簡易工具（如十字線）進行初步對齊。
- 微調對齊：利用激光對準器或光軸鏡進行細部微調。
- 測試成像：觀察成像效果，再次調整直到清晰、均勻。
- 固定元件：全部調整完畢後，用固定螺絲鎖緊。
常見光軸對齊工具
| 工具名稱 | 主要用途 |