Numeerinen aukko (NA) on optiikan keskeinen parametri, joka vaikuttaa linssien ja mikroskooppien resoluutiotehoon. Se määrittää linssin kyvyn kerätä valoa ja ratkaista kuvassa hienoja yksityiskohtia. NA:n ja sen optisen resoluution vaikutuksen laskeminen on olennaista optisten järjestelmien tehokkaassa suunnittelussa ja käytössä.

Mitä Numeerinen Aperture on?

Numeerinen aukko on mittasuhteiton luku, joka kuvaa niiden kulma-alue, joiden yli järjestelmä voi kerätä valoa. Se määritellään väliaineen taitekertoimen tuotteeksi ja linssin tallentaman suurimman kartion puolikulman sineksi.

Lasketaan numeerista apertuuria

NA:n laskentakaava on:

NA = n × sin(θ)

Jos n on linssin ja kohteen välisen väliaineen refraktioindeksi ja θ[ on linssiin tulevan valon puolikulma. Esimerkiksi ilmassa (n . . 1,0), jos suurin kulma θ on 30°, silloin NA = 1,0 × sin(30°) = 0,5.

Vaikutus optiseen resoluutioon

Korkeampien NA-arvojen ansiosta linssit voivat kerätä enemmän valoa ja ratkaista hienompia yksityiskohtia. Optisen järjestelmän resoluutioraja voidaan arvioida Rayleigh-kriteerillä:

Resoluutio ....................................................................................................................................................................................................................................................

Jos λ on käytetyn valon aallonpituus. NA:n lisääminen vähentää pienintä mahdollista etäisyyttä, mikä parantaa järjestelmän kykyä erottaa lähikohteet toisistaan.

Yhteenveto

  • Numeerinen aukko mittaa valonkeräyskykyä.
  • Laskettu NA = n × sin(θ).
  • Korkeampi kansallinen standardi parantaa resoluutiota ja kuvan selkeyttä.
  • Resoluutio riippuu käänteisesti NA:sta.