광축(光軸, optical axis)은 광학 분야에서 사용되는 개념으로, 빛이 통과하는 매질이 회전대칭성을 가질 때 그 대칭축을 가리키는 용어이다. 맥락에 따라 조금씩 다른 의미로 사용된다.
일반 광학계에서의 광축
렌즈나 거울로 구성된 일반적인 광학계에서 광축은 빛이 투과하는 광로를 가리키는 가상의 선이다. 구체적으로는 광학계를 구성하는 각 구면의 곡률 중심점을 잇는 직선으로 정의되며, 광학계의 회전 대칭축에 해당한다. 또한 광학계의 두 초점을 연결하는 선이기도 하다. 많은 경우 광학계의 기하학적 대칭축과 일치하지만, 반드시 그런 것은 아니다.
광축과 렌즈의 표면이 교차하는 점을 정점(頂點, vertex)이라고 하며, 렌즈의 전면과 만나는 점을 물측 정점(앞 정점), 후면과 만나는 점을 상측 정점(뒤 정점)이라 한다. 특히 안경 광학에서는 상측 정점을 기준점으로 삼고 상측 초점거리를 굴절력 산출의 기준으로 사용한다.
복굴절 물질에서의 광축
복굴절성을 가지는 물질에서 광축은 광학적 이방성(비등방성)의 축을 가리킨다. 이 경우 광축은 빛이 투과하는 방향과 수직한 방향에 놓인다.
광섬유에서의 광축
광섬유에서 광축은 광섬유의 중앙을 지나는 선을 의미한다.
안광학에서의 활용
안광학계에서도 광축이라는 개념이 사용된다. 이 경우 각막 정점에서 세운 법선이 안구 후극을 잇는 직선으로 정의되며, 동공 중심선이나 시축(시선)과는 구별되는 별개의 축 개념으로 다루어진다.
광축 정렬의 실제 적용
천체 망원경, 특히 뉴턴식 반사망원경이나 돕소니언과 같은 장비에서는 광축 정렬(콜리메이션)이 중요하게 취급된다. 반사경의 광축이 정확하게 정렬되지 않으면 상이 흐려지거나 왜곡될 수 있기 때문이다. 이처럼 광축은 광학기기의 설계, 제작, 조정 전반에 걸쳐 기본적인 기준축으로 기능한다.
광축은 카메라 렌즈, 현미경, 망원경 등 다양한 광학 시스템의 결상 원리를 이해하는 데 있어 핵심적인 기초 개념이다.
