รูรับแสงเชิงตัวเลข

รูรับแสงเชิงตัวเลข (numerical aperture, NA) ในทางทัศนศาสตร์เป็นดัชนีสำหรับคำนวณหาค่าความละเอียดเชิงแสงของเลนส์

ยิ่งตัวเลขรูรับแสงมากเท่าใด ก็ยิ่งรับแสงสว่างได้มากเท่านั้น ดังนั้นโดยพื้นฐานแล้ว ยิ่งค่ามากเท่าไหร่ก็ยิ่งดี

คำอธิบายทางคณิตศาสตร์

$NA=n_1\sin {\theta }_1=n_2\sin {\theta }_2$

ตัวเลขค่ารูรับแสง NA คำนวณได้จากสูตรต่อไปนี้

$NA=n\sin \theta$

โดยที่ θ คือมุมสูงสุดที่ทำกับแกนเชิงแสงของลำแสงจากวัตถุที่ตกกระทบเลนส์ใกล้วัตถุ และ n คือ ดรรชนีหักเหของตัวกลางระหว่างวัตถุกับเลนส์ใกล้วัตถุ (หมายเหตุ: ไม่ใช่ค่าดรรชนีหักเหของเลนส์)

ตามทฤษฎีของเรย์ลี ความละเอียดเชิงแสงของเครื่องมือวัดแสงถูกกำหนดโดยรูรับแสงเชิงตัวเลขของเลนส์ใกล้วัตถุ และ ความยาวคลื่นของแสงที่มองอยู่

ถ้าความยาวคลื่นคือ λ ความละเอียด δ ของแหล่งกำเนิดแสงสองจุดคือ

$\delta =\frac{0.61\times \lambda }{NA}$

แต่เดิมแล้วในบางกรณีค่าสัมประสิทธิ์จะไม่ใช่ 0.61 แต่มักจะใช้เป็นค่าตัวแทนโดยทั่วไป ค่าความละเอียดเชิงแสงแปรผันตรงกับความยาวคลื่นและแปรผกผันกับค่ารูรับแสงเชิงตัวเลข

ความลึกของโฟกัส d คือ

$d=\frac{\lambda }{N{A}^2}$

ความลึกของโฟกัสเป็นสัดส่วนกับความยาวคลื่นและแปรผกผันกับกำลังสองของรูรับแสงเชิงตัวเลข