集光スポットサイズ計測

質問

恐れ入ります．集光スポットサイズの計測法で疑問があります．

集光スポットサイズを計測するために，集光レンズ，(顕微鏡の)対物レンズ，CCDカメラを用いています．

始めに，対物レンズとCCDを用いて光学系を組み，既知の大きさのものを対物レンズの焦点に配置してその像を測定して大きさの基準を記録しておきます．基準測定のための物体が対物レンズの焦点に来たことはCCD上の画像の鮮明さ(ピントのぼけていない状態)で判断しています．

次に集光レンズで光を集光します．測定対象はこの集光点です．
対物レンズの焦点が光の集光点に来るように調整したいのですが，この際なにを指標に調整すれば良いのかがわかりません．
対物レンズとCCDは光の進行方向に沿って微調整可能にしました．同僚の話だと対物レンズから出てくる光は恒に平行光とのことで，それが事実だと仮定すれば，CCD上の像が最も小さくなる点が，対物レンズの焦点に光の集光点が来ているといえる(即ちそれがスポットサイズ)のですが，本当にそれでよいのでしょうか？

回答No.1

triones · ベストアンサー

基本的にはこれで正しいです。
注意点は、ピント合わせの時、基準測定をしたときの
対物レンズ：CCD間距離を、実際の測定の時にも変えないこと。
> 対物レンズとCCDは光の進行方向に沿って微調整可能にしました．
とのことですが、カメラのピント調整のようにレンズだけ
動かしたのでは×。
ちょうど、光学顕微鏡のピント合わせのように光学系（CCD含む）と
品物の距離だけを変えるようにしてください。
ちなみに、
> 対物レンズから出てくる光は恒に平行光
ってちょっと？
どういうことでしょう？

お礼

ありがとうございます．解決しました．

そもそも大きな勘違いをしていました．
そもそもCCDに結像する時はレンズの焦点に物体があるときではなくて1/f=1/a+1/bを満たす条件のとき(例えばCCDカメラとレンズの間b=2f離れていれば，レンズからa=2f離れた点にある物体がCCD面上に結像する)ということだったのですね．
だから,レンズだけでなく，CCDも含んで距離を変えなくてはいけない(bを変化させてしまっては，倍率が変化してしまう?)のですね．
良くわかりました．

> 対物レンズから出てくる光は恒に平行光
というのは全く誤りであることがわかりました．