光阑孔径

孔径角定义

孔径光阑是限制轴上物点成像光束立体角（锥角）的光阑。也就是起到决定能通过光学系统的光能（即像平面照度）作用的光阑。

将此光阑Q₁QQ₂通过其前面的透镜成像到物空间去，则其像P₁PP₂ 就决定了光学系统的物方孔径角（由孔径光阑决定的光锥角称为孔径角U）。这一限制轴上点光束孔径角的光阑）孔径光阑被其前面的光组在光学系统物空间所成的像称为入射光瞳，简称入瞳。

孔径光阑Q₁QQ₂被其后面的透镜（光组）在像空间所成的像P₁'P'P₂' 称为出射光瞳，简称出瞳，其决定了系统像方孔径角U'。

与入射光瞳、出射光瞳对应的那个实际起着限制光束作用的光阑Q₁QQ₂即为孔径光阑。

孔径角孔径角的作用

光束的孔径角是表征实际光学系统功能的重要性能参数之一。它不但决定了像面的照度，而且还决定了光学系统分辨能力。

在物面上按其成像光束孔径角的不同可分为三个区域：

第一个区域是以B₁A为半径的圆形区，其中每个点均以充满入射光瞳的全部光束成像。此区域之边缘点B₁由入射光瞳下边缘P₂和入射窗下边缘点M₂的连线所确定。

第二个区域是以B₁B₂绕光轴旋转一周所形成的环形区域，在此区域内，每一点已不能用充满入瞳的光束成像，在含轴面内看光束，由B₁点到B₂点，其能通过入射光瞳的光束，由100%到50%渐变，这就是轴外点的渐晕现象。 此区域的边缘点B₂由入射光瞳中心P和入射窗下边缘M₂的连线确定

第三个区域是以B₂B₃绕光轴旋转一周所形成的环形区域，在此区域内各点的光束渐晕更为严重，由B₂点到B3点，其渐晕系数由50%降低到0。B₃点是可见视场最边缘点，它由入射光瞳上边缘点P₁和入射窗下边缘点M₂的连线所决定。

以上三个区域只是大致的划分，实际上在物平面上，由B₁到B₃点的渐晕系数由100%到0是渐变的，并没有明显的界限。用眼睛通过放大镜观察物面时，由放大镜和眼睛组成的光学系统就是这样。 2100433B

数值孔径简写N_A，数值孔径是物镜和聚光镜的主要技术参数，是判断两者（尤其对物镜而言）性能高低的重要标志。其数值的大小，分别标科在物镜和聚光镜的外壳上。

数值孔径（N_A）是物镜前透镜与被检物体之间介质的折射率（h）和孔径角（u）半数的正玄之乘积。用公式表示如下：NA=n·sina/2

显微镜观察时，若想增大N_A值，孔径角是无法增大的，唯一的办法是增大介质的折射率h值。基于这一原理，就产生了水浸系物镜和油浸物镜，因介质的折射率h值大于一，N_A值就能大于一。

数值孔径最大值为1.4，这个数值在理论上和技术上都达到了极限。目前，有用折射率高的溴萘作介质，溴萘的折射率为1.66，所以N_A值可大于1.4。

这里必须指出，为了充分发挥物镜数值孔径的作用，在观察时，聚光镜的N_A值应等于或略大于物镜的N_A值。

数值孔径与其他技术参数有着密切的关系，它几乎决定和影响着其他各项技术参数。它与分辨率成正比，与放大率成正比，与焦深成反比，N_A值增大，视场宽度与工作距离都会相应地变小。

孔径的平均大小，是评价一个样品的整体过滤性能的指标，通过孔径分析仪即可进行专业的测试，最终会得出最大孔径，平均孔径，最可几孔径，最终形成一个完整的曲线。2100433B