รูรับแสงเชิงตัวเลข

รูรับแสงเชิงตัวเลข (numerical aperture, NA) ในทางทัศนศาสตร์เป็นดัชนีสำหรับคำนวณหาค่าความละเอียดเชิงแสงของเลนส์

ยิ่งตัวเลขรูรับแสงมากเท่าใด ก็ยิ่งรับแสงสว่างได้มากเท่านั้น ดังนั้นโดยพื้นฐานแล้ว ยิ่งค่ามากเท่าไหร่ก็ยิ่งดี

คำอธิบายทางคณิตศาสตร์

${\displaystyle NA=n_{1}\sin \theta _{1}=n_{2}\sin \theta _{2}}$

ตัวเลขค่ารูรับแสง NA คำนวณได้จากสูตรต่อไปนี้

${\displaystyle NA=n\sin \theta }$

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

ตามทฤษฎีของเรย์ลี ความละเอียดเชิงแสงของเครื่องมือวัดแสงถูกกำหนดโดยรูรับแสงเชิงตัวเลขของเลนส์ใกล้วัตถุ และ ความยาวคลื่นของแสงที่มองอยู่

ถ้าความยาวคลื่นคือ λ ความละเอียด δ ของแหล่งกำเนิดแสงสองจุดคือ

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

แต่เดิมแล้วในบางกรณีค่าสัมประสิทธิ์จะไม่ใช่ 0.61 แต่มักจะใช้เป็นค่าตัวแทนโดยทั่วไป ค่าความละเอียดเชิงแสงแปรผันตรงกับความยาวคลื่นและแปรผกผันกับค่ารูรับแสงเชิงตัวเลข

ความลึกของโฟกัส d คือ

${\displaystyle d={\frac {\lambda }{NA^{2}}}}$

ความลึกของโฟกัสเป็นสัดส่วนกับความยาวคลื่นและแปรผกผันกับกำลังสองของรูรับแสงเชิงตัวเลข