數值孔徑（numerical aperture）NA的定義(yi) ，以及在物鏡成像係統中的描述。
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數值孔徑 NA（上）
光學係統（例如成像係統）的數值孔徑 (NA) 是其對入射光的角度接受能力的度量。 它是基於(yu) 幾何光學定義(yi) 的，因此是從(cong) 光學設計計算得出的理論參數。 它不能直接測量，除非在孔徑相當大且衍射效應可以忽略不計的少數情況下。
光學係統的數值孔徑
光學係統的數值孔徑定義(yi) 為(wei) ：輸入光測介質的折射率，與(yu) 基於(yu) 幾何光學，可以輸入近係統的光線相對於(yu) 光軸的最大角度的正弦值的乘積（based on ray optics）：最大入射角，是指光要可以通過整個(ge) 光學係統，而不僅(jin) 僅(jin) 是通過一個(ge) 入射孔。
透鏡的數值孔徑
一個(ge) 簡單的例子是凸透鏡：
圖 1：準直透鏡理論上可以接受來圓錐形光，圓錐的開口角度受透鏡尺寸的限製。
邊界光線受到鏡片尺寸的限製，或者在某些情況下，如果有一個(ge) 不透明的麵區，則可能會(hui) 更少。通常不建議使用鏡頭的整個(ge) 區域，因為(wei) 可能存在大量球差。然而，數值孔徑是一個(ge) 完全幾何的量度，並不考慮這些方麵。在上麵的示例中，鏡頭的數值孔徑由其直徑和焦距決(jue) 定。但是請注意，鏡頭可能不是為(wei) 匯聚光而設計的，而是例如設計用於(yu) 對遠距離目標成像。在這種情況下，應當考慮來自該物體(ti) 距離的光線，而得到的數值孔徑將相減小 - 有時甚至小許多。這表明數值孔徑會(hui) 取決(jue) 於(yu) 設計者根據預期用途確定的某些物麵的位置。
一些透鏡用於(yu) 將準直激光束聚焦到小點。這種透鏡的數值孔徑取決(jue) 於(yu) 它的孔徑和焦距，就像上麵討論的準直透鏡一樣。透鏡處的光束半徑 wlens 必須足夠小以避免遮斷或非常大的球麵像差。通常，它大約是鏡頭孔徑半徑的一半（或者可能稍大），在這種情況下（wlens = D / 4 = NA · f / 2，光束發散角僅(jin) 為(wei) NA 的一半) 焦點處可實現的光束半徑為(wei)
其中 D 是孔徑直徑，f 是焦距，λ 是波長。請注意，該計算基於(yu) 近軸近似，因此對於(yu) NA 非常高的情況並不準確。
如果不受像差影響，則可以使用相對較大的輸入光束半徑來得到相對較小的光斑尺寸。如有疑問，應詢問製造商，對於(yu) 特定的鏡頭，最大輸入光束半徑是多少。
高 NA 鏡頭（例如 NA 高於(yu) 0.6 甚至 0.8）的一些国产成人在线观看免费网站：
在 CD、DVD 和藍光光盤等光學數據存儲(chu) 介質的播放器和刻錄機中，將激光聚焦到一個(ge) 小點（凹坑）並從(cong) 該點接收光。
準直源自小孔徑的激光束也需要具有高 NA 的透鏡。例如，低功率單模激光二極管就是這種情況。當使用數值孔徑過低的透鏡時，產(chan) 生的準直光束可能會(hui) 失真（畸變）甚至被遮斷。
顯微鏡物鏡的 NA
同樣的考慮也適用於(yu) 顯微鏡物鏡。這樣的物鏡設計用於(yu) 在特定的工作距離下運作，並且根據它国产成人在线观看免费网站的顯微鏡類型，可以設計用於(yu) 在有限距離或無限遠處產(chan) 生像。在任一情況下，數值孔徑定義(yi) 所基於(yu) 的張角均取自預計物麵的中心。它通常受物側(ce) （即入光處）的光學孔徑限製。
在許多情況下，光輸入來自空氣，其折射率接近 1。因此數值孔徑必然小於(yu) 1，但對於(yu) 某些顯微鏡物鏡，它至少不會(hui) 低很多，例如 0.9。其他具有特別高圖像分辨率的顯微鏡物鏡設計用於(yu) 在物體(ti) 和入瞳之間使用一些浸油。由於(yu) 其較高的折射率（通常略高於(yu) 1.5），因此數值孔徑可以大於(yu) 1（例如，1.3）。
顯微鏡物鏡的 NA 非常重要，特別是在以下方麵：
它決(jue) 定了對於(yu) 給定的照明強度，觀察到的圖像可以有多亮。顯然，高數值孔徑的物鏡比低數值孔徑的物鏡可以收集更多的光。
更重要的是，NA 對獲得的空間分辨率設置了邊界：假設物鏡不會(hui) 產(chan) 生其他像差，則最精細的可分辨細節的直徑約為(wei) λ / (2 NA)。
高 NA 會(hui) 導致小景深：隻有在距物鏡一定距離的一小段範圍內(nei) 的物體(ti) 才能看到銳利的圖像。
攝影物鏡
在攝影中，指定物鏡的數值孔徑並不常見，因為(wei) 不認為(wei) 此類物鏡用於(yu) 固定工作距離。 取而代之的是，人們(men) 通常用所謂的 f 數來指定光圈大小，即焦距除以入瞳直徑。 通常，這樣的物鏡允許在一定範圍內(nei) 調整 f 數。
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