显微镜数值孔径与分辨率

显微镜数值孔径与分辨率

显微镜光学系统的数值孔径（NA）是测量系统可以收集的光的角度范围的无量纲数。体视显微镜指从不同角度观察物体,使双眼引起立体感觉的双目显微镜。金相显微镜电脑型金相显微镜或是数码金相显微镜是将光学显微镜技术、光电转换技术、计算机图像处理技术完美地结合在一起而开发研制成的高科技产品，可以在计算机上很方便地观察金相图像，从而对金相图谱进行分析，评级等以及对图片进行输出、打印。工业视频显微镜将传统的显微镜与摄像系统,显示器或者电脑相结合,达到对被测物体的放大观察的目的。 在不同的光学领域，数值孔径的精确定义略有不同。 在工业显微镜领域，数值孔径描述物镜锥角，它决定了显微镜的光接收能力和空间分辨率；在光纤领域，数值孔径描述了光进出光纤的锥角。

它的大小由以下方程确定：Na=n*sin α，其中n是被观察物体和物镜之间介质的折射率，α 是物镜孔径角(2 α)的一半。 物镜的孔径角是由物镜光轴上的物点与物镜前透镜的有效直径形成的角度。

1． 数值孔径

数值孔径缩写为NA。数值孔径是物镜和聚光镜的主要技术参数，是判断两者性能的重要标志(尤其是对物镜而言)。数值分别标在物镜和聚光镜的外壳上。

　　数值孔径（NA）是物镜前透镜与被检物体信息之间通过介质的折射率（n）和孔径角（u）半数的正弦之乘积。用公式可以表示方法如下：NA=nsinu/2。

孔径角又称"镜口角"，是物镜光轴上的物体点与物镜前透镜的有效直径所形成的角度。孔径角越大，进入物镜的光通亮就越大，它与物镜的有效直径成正比，与焦点的距离成反比。

为了增加NA值，不能增加孔径角，而**的方法是增加介质的折射率n值。 基于该原理，制造了水浸物镜和油浸物镜，并且由于介质的折射率n大于1，NA值可以大于1。

*高数值孔径是1.4，这是理论上和技术上的限制。目前，已有较高折射率的溴化萘作为介质，溴化萘的折射率为1.66，所以 NA 值可大于1.4。

这里必须指出，为了充分发挥物镜的数值孔径，观察时聚光透镜的NA值应等于或略大于物镜的NA值。

　　数值孔径与其他技术主要参数之间有着非常密切的关系，它几乎决定和影响着企业其他国家各项信息技术设计参数。它与分辨率成正比，与放大率成正比，与焦深成反比，NA值增大，视场宽度与工作距离我们都会产生相应地变小。

2． 分辨率

显微镜的分辨率是指两个物体之间的*小距离，这个距离可以被显微镜清楚地区分开来，也被称为“鉴别率”.在公式 σ = λ/NA 中，σ 是*小分辨距离，λ 是光的波长，NA 是物镜的数值孔径。可见物体的分辨率由物体的 NA 值和照明光源的波长决定。Na 值越大，照明光波长越短，σ 值越小，分辨率越高。