開口数の値はどのくらいにすべきでしょうか?

開口数: 概要

開口数 (NA) は光学工学における重要なパラメータであり、一定の物体距離で光を集め、試料の細部を解像する光学系の能力を定義します。これは、システムが光を受け取ったり放出したりできる角度の範囲を表す無次元数です。NA の値は、光学系によって形成される画像の明るさと解像度の両方に影響します。

公式と価値

開口数は次の式で計算されます。

NA = n * sin(θ)

ここで、 n はレンズと試料の間の媒体の屈折率、 θ はレンズに出入りできる最大光円錐の半角です。空気中では、n は通常 1 なので、NA は角度 θ に依存します。

最適値

NA の最適値は、特定のアプリケーションと、解像度と被写界深度のバランスによって異なります。NA が高いほど、より多くの角度の光情報をキャプチャできるため、高解像度の画像を作成できます。ただし、これは被写界深度が浅くなるという代償を伴います。ほとんどの顕微鏡アプリケーションでは、より細かい詳細を解像するために、NA が高いことが望ましいです。光ファイバーでは、NA によってファイバーの光収集能力が決まり、ファイバーと光源または他のファイバー間の結合効率に影響します。

考慮事項

光学システムを選択または設計する場合、NA は考慮すべき重要な要素です。NA は解像度と明るさだけでなく、被写界深度やシステムを使用できる特定のアプリケーションにも影響します。最適なパフォーマンスを確保するには、システムの NA 要件に合わせて光学コンポーネントを慎重に選択する必要があります。