フーコーのナイフエッジテスト

フーコーナイフエッジテストは、凹面曲面鏡の形状を正確に測定する光学テストです。アマチュア望遠鏡メーカーが反射望遠鏡の主鏡の形状を測る ためによく使用されます。他のテスト技術に比べて、比較的シンプルで安価な装置を使用します。

フーコーのナイフエッジテストは、1858年にフランスの物理学者レオン・フーコーによって光学ミラーの円錐形状を測定する方法として説明されました。^[1]これは、ミラーの曲率中心またはその近くで光をナイフエッジに反射させることによってミラー表面の寸法を測定します。これを行うには、最も基本的な19世紀の形式では電球、ピンホールのあるアルミホイル、およびナイフエッジを作成するためのカミソリの刃で構成されるテスターのみが必要です。テスト装置は、Y軸（光軸）を横切るX軸（ナイフカット方向）に沿って調整可能で、通常、光軸に平行な線に沿って0.001インチ（25μm）またはそれより優れた測定可能な調整機能を備えています。^{[2]このテストでは、ミラーの曲率の誤差を光の}波長の分数（またはオングストローム、100万分の1インチ、またはナノメートル）で測定できます。 ^{[3] [4]}

フーコーテストは、アマチュア望遠鏡製作者が反射望遠鏡の主鏡を検査する ためによく使用されます。^{[5] [6]}テストする鏡はスタンドに垂直に設置されます。フーコーテスターは、鏡の曲率半径（半径 R は焦点距離の 2 倍）の距離に設置され、ピンホールは曲率中心の片側にあります（ピンホールの代わりに、ナイフエッジに平行な短い垂直スリットを使用することもできます）。テスターは、ピンホール光源からの戻り光線がナイフエッジによって遮られるように調整されます。

ナイフエッジの後ろから鏡を見ると、鏡の表面に模様が見えます。鏡の表面が完全な球体の一部である場合、鏡は表面全体に均一に照らされているように見えます。鏡が球体であっても、隆起や窪みなどの欠陥がある場合、欠陥の高さが非常に拡大されて見えます。表面が放物面の場合、鏡は通常ドーナツまたは菱形のように見えますが、正確な外観はナイフエッジの正確な位置によって異なります。

クーダーマスク^[7]、エベレストピンスティック（AWエベレストに倣って）^[8]、またはその他のゾーンマーカー^[9]をミラー上に置くことで、ミラー表面が完全な放物線にどれだけ近いかを計算することができます。テスターに​​よる一連の測定で、ミラーの光軸（Y軸）に沿ったゾーンの曲率半径を見つけます。これらのデータは、理想的な放物線に対して縮小され、グラフ化されます。

曲率中心でミラーを測定する他のテストも数多く使用されています。望遠鏡メーカーの中には、フーコー テストの変形であるロンキー テストを使用しているところもあります。このテストでは、ナイフ エッジの代わりに、細い平行線、ガラス板のエッチング、写真のネガ、またはコンピュータで印刷した透明フィルムで構成される格子 (非常に粗い回折格子に類似) を使用します。ロンキー テストのパターンは、標準ミラーのパターンと一致するか、コンピュータで生成されます。

フーコーテストの他のバリエーションには、ガビオラテストやコースティックテストがあり、小型および中型のミラーで約 (λ/8)波長精度に制限されるフーコーテストよりも、高速f/比のミラーをより正確に測定できます。コースティックテストは、ミラーの曲率中心から各サイドの各ゾーンを測定できるように左右に調整されたテストステージを使用して、より大きなミラーを測定し、(λ/20) 波のピークから谷までの精度を達成できます。^[10]

ダルヌルテストでは、ピンホールのすぐ前に平凸レンズを配置します。レンズを正しく配置すると、放物面鏡はドーナツ型ではなくテスト中に平らに見えるため、テストがはるかに簡単になり、ゾーン測定も不要になります。[1]

これまで使用されてきた干渉計テストには、1918 年に発表されたMichelson-Twyman法とMichelson法、Lenouvel 法、Fizeau法など、数多くあります。干渉計テストは、近年、手頃な価格のレーザー、デジタル カメラ (Web カメラなど)、およびコンピューターによって、より手頃になりましたが、主に工業的な方法論のままです。

• シュリーレン写真
• エアリーディスク
• アマチュア望遠鏡製作
• 角度分解能（角度分解能#レイリー基準の説明を参照）
• 回折限界システム
• ホイヘンス・フレネルの原理#単一スリット回折
• 光学部品の製造と試験
• ヌルコレクター
• ストレール比

• ハーバー、デイビッド A (2013 年 7 月)。ウィリアム J ウェルカー (編)。フーコーを理解する: 初心者のための入門書(第 2 版)。サファイア出版。ISBN 978-1-62374-003-0。
• テクセロー、ジーン (1984)。『望遠鏡の作り方』（第 2 版、英語版）。バージニア州リッチモンド: ウィルマンベル。ISBN 0-943396-04-2。
• トンプソン、アリン J (1947 年 4 月 15 日)。『自分だけの望遠鏡を作る』。ケンブリッジ、マサチューセッツ州: Sky Publishing。ASIN B0007DK32U  。

• L. Foucault、「Description des procedees enipes pour reconnaitre laconfiguration des surfaces optiques」、Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des Sciences、パリ、vol. 47、958-959ページ（1858年）。
• L. Foucault、「Mémoire sur la construction des Télescopes en verre argenté」、Annales de l'Observatoire impériale de Paris、vol. 5、197-237ページ（1859年）。