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光轴(英语:optical axis)是光学系统(如照相机镜头、显微镜、望远镜、眼球屈光系统)中一条假想的线,定义(在一次近似下)光学系统如何传导光线,此假想线是具有一定旋转对称性[1][2]的直线。光线若和光轴重合,在光学系统中光将沿光轴传递。
若此光学系统“完全”旋转对称(相机镜头、显微镜),光轴就是光学系统的旋转中心。若光学系统是由简单的透镜和反射镜组成,光轴会通过各镜面的曲率中心(如焦点),与旋转对称轴重合。光轴一般会和系统的力学中心重合,但也有例外,例如离轴光学系统。
若光线和光轴角度很小,而光线接近光学系统的轴,可以用几何光学中的近轴近似来处理,可以简化数学的运算。
在光纤中,光轴会和纤维芯重合,也称为光纤轴。
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