光轴（光学系统的对称轴）

光轴

光学系统的对称轴

光轴，是指光束（光柱）的中心线，或光学系统的对称轴。

光束绕此轴转动，不应有任何光学特性的变化。但是，当光线从某个特殊的方向通过非均质体宝石时，不发生双折射现象。这个特殊方向就是宝石的光轴。光轴可广泛应用于航天、航空光学系统。

简介

光束(光柱)的中心线，或光学系统的对称轴。光束绕此轴转动，不应有任何光学特性的变化。

通过镜头中心的线。晶体根据其光学特性可以分为均质体和非均质体当光线经过非均质体时会发生双折射，形成两条相互垂直的偏振光。但是，当光线从某个特殊的方向通过非均质体宝石时，不发生双折射现象。这个特殊方向就是宝石的光轴。通常，六方晶系、四方晶系、三方晶系只有一个光轴且平行于直立结晶轴C轴，所以叫一轴晶。一轴晶有两个光学主轴，分别为Ne与No，Ne大于No时为一轴正晶，反之则为一轴负晶。斜方晶系、单斜晶系、三斜晶系有两个光轴叫二轴晶。二轴晶有三个光学主轴，分别为Ng、Nm、Np。且永远Ng>Nm>Np。一轴晶有无数个平行于光轴的切面。二轴晶的光轴面为NgNp主轴面。且只有一个光轴面。以AP或OAP表示。

光轴

光轴的基本参数：

1．材 质：优质45#钢

2。外径公差：f7-f8

3。表面粗糙度：Ra0.2-0.4

4。硬铬厚度：0.015-0.025mm

5。表面硬度：HV700-1150

6。直线度：0.05-0.10m/m

1.调节目镜调焦筒使之垂直于主镜筒将窥管装入目镜调焦筒中，从窥孔中观察，可以看到从窥孔到双十字线的连线（实际就是目镜调焦筒轴线）再延长，会与主镜筒壁交于某一点，标记出这一点，用尺子测量其位置，再参考目镜调焦筒在主镜筒的位置，我们就可以判断出目镜调焦筒是否与主镜筒垂直。

2.调节副镜使之位于主镜筒轴线上取下窥管，装上副镜，大致调节副镜指向，使眼睛从目镜调焦筒中可以看到经副镜反射所成的主镜的像，同时也应该可以看到副镜和十字线经两次反射后所成的像。从这些像中我们可以看出副镜和十字线的相对位置，如果副镜的圆心和十字线交点重合，说明副镜位于主镜筒轴线上，否则就需要做相应的调节。

3.调节副镜使之位于目镜调焦筒正下方

从目镜调焦筒方向看进去，副镜显然已经位于调焦筒的下方，但经过这样看精度无法保证。此时，装入窥管，眼睛从窥孔看到的，最外圈是窥管的内壁（双十字线现在不起作用，可以不管），中间是副镜。副镜的外圆轮廓和窥管的内壁轮廓如果是同心圆，说明满足要求，否则要在主镜轴线方向调节副镜。（如果因窥孔太小、光线太暗而看不清楚，可以在窥管正对的主镜筒壁垫上一张白纸，如果窥管太细，看不到副镜的外圆轮廓，可以把窥管往外抽或缩短其长度。

4.调节副镜指向，使目镜光轴经副镜反射后指向主镜中心

在上一步的基础上，一面用眼睛从窥孔中观察，一面调节副镜指向，直到主镜在副镜中所成的像的外圆轮廓、副镜的外圆轮廓二者同心。

5.调节主镜指向，使其光轴与目镜光轴重合

用手电筒照亮窥管的双十字线，眼睛从窥孔看进去，可以看到双十字线、主镜的中心点所成的像以及双十字线经两次反射所成的像。调节主镜背后的螺栓，使上述三者同心。至此，反射镜光轴调节完毕。下面给出从窥孔中所能看到的图象，以供参考。

辅助工具

带双十字线的窥管的外直径同目镜接口直径，管的一端加盖，盖的正中心挖2mm直径的圆孔，管的另一端用白色棉线对称地拉上双十字线，两线间距3～4mm。管长用如下方法确定：从目镜调焦筒中放入窥管（窥孔在外），窥孔一端与目镜调焦筒外端口平齐，双十字线一端距副镜20～30mm。

做窥管的材料不限（如果你使用的是31.7mm目镜接口，可以考虑用柯达胶卷的黑色包装盒来做窥管），关键是插入目镜调焦筒后要稳固，不能晃动太大。双十字线要拉正，相交处的小正方形与窥孔的连线应该是目镜调焦筒的轴线。

1.主镜中心定位点

剪一片直径5mm的黑纸，用两面胶准确地粘在物镜的正中心。（因为主镜的中心区域并不参与成像，所以这个黑点不会有负面影响）

3.主镜筒开口处十字线

在主镜筒开口处用粗线拉十字线，要求两线相互垂直，交点过主镜筒轴线。（在主镜开口处拉上十字线可能会影响对副镜的操作，所以最好标记出十字线与镜筒的四个交点的位置，觉得十字线碍事时可以先把它拆下来，必要时再重新拉上。

检验方法

1、调整平台与平板：首先将平面度较好的平板置于平台上，调整平台使平板的平面处于水平状态， 在平板上放置棱镜；2、调整平台与平行光管：调整平台使其上的平行 光管发出的平行光经棱镜反射后自准成像，从而使平行光 管的光轴与平板的平面相平行；

3、调整平台与平行光管：取下棱镜，调整平台 上的平行光管，平行光管焦面上的十字线成像在平行光管焦面上，使平行光管焦面上的十字线与平行光管的 十字线相重合，使平行光管的光轴与平板的平面相平行， 此时平行光管的光轴与平行光管的光轴及平板的平 面三者相互平行；

4、测量被测光学系统光轴与平板基面的平行度： 将被测光学系统置于平台的平板上，被测光学系统的 镜头对准平行光管，使平行光管焦面上的十字线经被测光 学系统形成的图像显示在显示器上，同时显示器的电十字线图像显示 在显示器的中心； 当被测光学系统的光轴与平板基面平行，则这两个十字线图像完 全重合； 当被测光学系统的光轴与平板基面不平行时，则这两个十 字线图像不重合，通过调整平台使平行光管的光轴与被测 光学系统的光轴平行，显示器上显示平行光管焦面上的十字线 经被测光学系统形成的图像与电十字丝的图像相重合； 之后取下被测光学系统，此时平行光管的光轴与平行光管的光轴不平行，观察平行光管的十字线与成像在其焦面上 的平行光管的十字图像也不再重合，利用平行光管的读数 鼓轮度量出平行光管与平行光管两个光轴偏离的角度，则完成了光学系统光轴与其安装基面平行度的检验。

光轴分类

散光轴

散光轴代表镜片的轴向是根据你角膜曲率最大，屈光力最弱的方向而定。散光眼所看到的某一方向的线条是清楚或是模糊，系由散光的轴向和程度而定。一般来说，散光眼看表上线条模糊的方向系该眼所戴负柱镜片轴的方向。例如：一1.ODC×180的散光眼，其散光力在垂直子午线，水平子午线是正视。换言之，该散光眼垂直子午线屈光力较水平子午线屈光力强。一1.ODC×180度的散光眼看散光表时，竖线条清晰，横线条模糊，这就是应用散光表确定散光轴向的道理。

副光轴

简称副轴，通过单球面反射镜的曲率中心，但不经过球面通光孔径中心（顶点）的任意一条直线。对薄透镜，当入射光线所在空间的折射率与出射光线所在空间的折射率相同时，通过光心但不经过折射球面曲率中心的任意直线都是副光轴。

主光轴

主轴亦称‘主光轴’。通过透镜两个球面中心的直线称之。单球面镜的光轴是通过球面中心，并与镜面垂直的直线；透镜或共轴光具组的光轴是各透镜球面中心的连线。应该说明，通过光心的任何直线都可称作透镜的光轴，一般称它们为副光轴。

直线光轴

直线光轴其种类包括有，普通直线光轴，镀铬直线光轴，镀铬直线软轴，不锈钢直线轴，镀铬空心轴。1,普通直线光轴（sf）：由于普通直线光轴与直线轴承点对面接触所以对普通直线光轴的表面硬度要求很高，因此材料以及热处理方法很重要。材质：suj2（相当）国标gcr15.硬度：hrc602硬化层深度：0.8-3mm表面粗糙度：ra0.10m-ra0.35m直线度：70m/1000mm以下轴外径公差g62,镀铬直线光轴（sfc）：镀铬直线光轴是在普通直线光轴的基础上镀了一层硬铬，可适用于易长锈的环境或不好的环境此轴大量应用于工业机械人，自动滑移系统装置的运动部分。

材质：suj2（相当）国标gcr15.硬度：hrc602硬化层深度：0.8-3mm表面粗糙度：ra0.10m-ra0.35m直线度：70m/1000mm以下镀铬层厚度：3m-5m.轴外径公差g63,镀铬直线软轴(rsfc)：镀铬直线软轴由于其镀铬层较厚可直接用于精密活塞杆和一些于自润滑轴承的配合。由于其硬度比较适中在很多领域上都有所应用。材质：45#或40cr或2cr13硬度：hb220-260硬化层深度：0.8-3mm直线度：0.15mm/1000mm以下镀铬层厚度：0.02-0.05mm4,不锈钢直线轴：不锈钢直线轴具有高抗腐性、高强度和耐磨性以保持其高效的运行性能。因此，可以被应用在容易发生氧化的场合，如水，化学药品，蒸汽，海水等。材质：sus404c，sus304硬度：hrc602硬化层深度：0.8-3mm表面粗糙度：ra0.10m-ra0.35m直线度：70m/1000mm以下镀铬层厚度：3m-5m.轴外径公差g65,镀铬空心轴：镀铬空心轴由于其空心结构上的特点，空心轴在很大程度上减轻了重量，并简化了结构，其内部适合于穿入测量电线，压缩空气，加入润滑油，或者用于机械人手臂。

光轴的应用

工业应用

实心轴，一般适用于工业机器人，作为专业测量仪器、医疗设备、精密机床、飞机用轴、气动顶杆运动部分。

空心轴，以其减轻设备重量、简化结构的优势，可以再内部穿测量电线，压缩空气，也可加入润滑油及液压油。

不锈钢轴，一般适用于在有化学剂、海水等物质的腐蚀的环境中，作为测量的一部分。

特殊的加工轴，在热处理镀硬铬后完成的，用于各类自动化设备上。

参考资料

1.牛顿式反射望远镜光轴的校准·BAAS