數值孔徑

數值孔徑

透鏡和聚光鏡的主要技術參數
光學系統的數值孔徑(NA)是一個無量綱的數,用以衡量該系統能夠收集的光的角度範圍。[1]在光學的不同領域,數值孔徑的精确定義略有不同。在光學顯微鏡領域,數值孔徑描述了物鏡收光錐角的大小,而後者決定了顯微鏡收光能力和空間分辨率;在光纖領域,數值孔徑則描述了光進出光纖時的錐角大小。
    中文名:數值孔徑 外文名:Numerical Aperture 适用領域: 所屬學科: 性質:無量綱數 用途:光纖參數,顯微鏡光透過 計算式:NA=n*sinα

定義

鏡口率

數值孔徑是物鏡和聚光鏡的主要技術參數,是判斷兩者(尤其對物鏡而言)性能高低(即消位置色差的能力,蔡司公司的數值孔徑是代表消位置色差和倍率色差的能力)的重要标志。其數值的大小,分别标刻在物鏡和聚光鏡的外殼上。

物鏡前透鏡

數值孔徑(NA)是物鏡前透鏡與被檢物體之間介質的折射率(n)和孔徑角(2α)半數的正弦之乘積。用公式表示如下:NA=n*sinα。孔徑角又稱“鏡口角”,是物鏡光軸上的物體點與物鏡前透鏡的有效直徑所形成的角度。孔徑角越大,進入物鏡的光通量就越大,它與物鏡的有效直徑成正比,與焦點的距離成反比。

作用說明

增大介質折射率

在顯微鏡系統中,對于給定的物鏡,孔徑角已經固定,若想增大其NA值,唯一的辦法是增大介質折射率n值。基于這一原理,就産生了水浸系物鏡和油浸物鏡。

因介質的折射率n值大于1,NA值就可能大于1。

數值孔徑最大值為1.4,這個數值在理論上和技術上都達到了極限。如果用折射率高的溴萘作介質,溴萘的折射率為1.66,所以NA值可大于1.4。

發揮物鏡數值孔徑的作用

這裡必須指出,為了充分發揮物鏡數值孔徑的作用,在觀察時,聚光鏡的NA值應等于或略大于物鏡的NA值。

數值孔徑與其它技術參數有着密切的關系,它幾乎決定和影響着其它各項技術參數。它與分辨率成正比,與放大率成正比,焦深與數值孔徑的平方成反比,NA值增大,視場寬度與工作距離都會相應地變小。

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