オートコリメーション

オートコリメーションとは、コリメートされたビーム（平行光線）が光学系から出され、平面鏡によって同じ系に反射される光学設定です。

これは、ミラーの小さな傾斜角度を測定するため(オートコリメータを参照) 、または光学系またはその一部の品質をテストするために使用されます。ただし、大口径光学系は、大きな平面ミラーの製造を避けるためにヌルコレクターを使用してテストされます。

特別な応用として、発散レンズの焦点距離の測定があります。光源は片側に収束レンズの焦点距離の 2 倍のところに配置され、反対側には同じ距離にスクリーンが配置され、光源の像が可能な限り鮮明になります。これが達成されると、スクリーンは鏡に置き換えられ、発散レンズは収束レンズと鏡の間に挿入され、発散レンズと収束レンズを通って戻る光が発光体の上に鮮明な像を生成するような距離に置かれます。これは、鏡に当たる光線が平行になっている場合です。測定された距離が発散レンズの (負の) 焦点距離です。

原点 O からの光は、高品質の対物レンズによってコリメート (平行化) されます。コリメートされたビームが平面反射面に垂直に当たると、光は元の経路に沿って反射され、原点と一致する点で焦点が結ばれます。反射鏡が角度 θ だけ傾いている場合、反射ビームは角度 2θ だけ偏向し、画像 I は原点 0 から横方向にずれます。ずれの量は、d = 2θ fで与えられます。ここで、fはレンズの焦点距離、θ はラジアンです。対物レンズの焦点にある照明されたターゲット目盛りからの光は、ビームスプリッターによってレンズに向けられます。ワークピース上のミラーで反射された後、光はオートコリメーターを通って戻り、ビームスプリッターを通過して、接眼レンズ目盛りの平面にターゲット目盛りの画像を形成します。接眼レンズ目盛りとターゲット目盛りの反射画像は、接眼レンズを通して同時に見られます。オートコリメータと反射面の距離に関係なく、ターゲット目盛りの画像は常に焦点が合った状態で接眼レンズに一定の倍率で表示されます。ただし、作業距離が長い場合は、斜めに戻る光線がオートコリメータに入らないため、反射したターゲット目盛りの一部しか接眼レンズに表示されないことがあります。その結果、測定範囲が制限されます。

• ウィルソンとバッファによる大学物理学