數值孔徑

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。在光學的不同領域，數值孔徑的精確定義略有不同。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解析度；在光纖領域，數值孔徑則描述了光進出光纖時的錐角大小。其大小由下式決定：NA = n * sin α，其中 n 是被觀察物體與物鏡之間介質的折射率；α 是物鏡孔徑角（2α）的一半。物鏡孔徑角是指：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。數值孔徑是光纖的非常重要參數之一，它體現了光纖與光源之間的耦合效率。光源與光纖端面間存在空氣隙，入射到光纖端面的光只有一部分能進入光纖，而進入光纖端面內的光也只有部分符合特定條件的光才能在光纖中發生全內反射而傳播。由圖可知，只有從空氣隙到光纖端面以入射角小於 q0入射的光線才能傳播。q0 實際上是個空間角，也就是說如果光從一個限制在2q0 的錐形區域中入射到光纖端面上，則光可被光纖捕捉。，我們稱為光纖的數值孔徑

數值孔徑

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）的重要標誌。其數值的大小，分別標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 * sin α。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，對於給定的物鏡，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。基於這一原理，就產生了水浸系物鏡和油浸物鏡。

因介質的折射率n值大於1，NA值就可能大於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值可大於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值應等於或略大於物鏡的NA值。

數值孔徑與其它技術參數有著密切的關係，它幾乎決定和影響著其它各項技術參數。它與解析度成正比，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。

	物鏡類型
	消色差		平場螢石		平場復消色差透鏡
放大倍數	NA	解析度 （微米）	NA	解析度 （微米）	NA	解析度 （微米）
4倍	0.10	2.75	0.13	2.12	0.20	1.375
10倍	0.25	1.10	0.30	0.92	0.45	0.61
20倍	0.40	0.69	0.50	0.55	0.75	0.37
40倍	0.65	0.42	0.75	0.37	0.95	0.29
60X	0.75	0.37	0.85	0.32	0.95	0.29
100X	1.25	0.22	1.30	0.21	1.40	0.20