孔徑角簡介

孔徑角又稱"鏡口角"，是物鏡光軸上的物體點與物鏡前透鏡的有效直徑所形成的角度。孔徑角越大，進入物鏡的光通量就越大，它與物鏡的有效直徑成正比，與焦點的距離成反比。

數(shù)值孔徑簡寫N_A，數(shù)值孔徑是物鏡和聚光鏡的主要技術參數(shù)，是判斷兩者（尤其對物鏡而言）性能高低的重要標志。其數(shù)值的大小，分別標科在物鏡和聚光鏡的外殼上。

數(shù)值孔徑（N_A）是物鏡前透鏡與被檢物體之間介質(zhì)的折射率（h）和孔徑角（u）半數(shù)的正玄之乘積。用公式表示如下：NA=n·sina/2

顯微鏡觀察時，若想增大N_A值，孔徑角是無法增大的，唯一的辦法是增大介質(zhì)的折射率h值?；谶@一原理，就產(chǎn)生了水浸系物鏡和油浸物鏡，因介質(zhì)的折射率h值大于一，N_A值就能大于一。

數(shù)值孔徑最大值為1.4，這個數(shù)值在理論上和技術上都達到了極限。目前，有用折射率高的溴萘作介質(zhì)，溴萘的折射率為1.66，所以N_A值可大于1.4。

這里必須指出，為了充分發(fā)揮物鏡數(shù)值孔徑的作用，在觀察時，聚光鏡的N_A值應等于或略大于物鏡的N_A值。

數(shù)值孔徑與其他技術參數(shù)有著密切的關系，它幾乎決定和影響著其他各項技術參數(shù)。它與分辨率成正比，與放大率成正比，與焦深成反比，N_A值增大，視場寬度與工作距離都會相應地變小。

分辨率又稱"鑒別率"，"解像力"。是衡量顯微鏡性能的又一個重要技術參數(shù)。

顯微鏡的分辨率用公式表示為：d=l/N_A

式中d為最小分辨距離；l為光線的波長；N_A為物鏡的數(shù)值孔徑。可見物鏡的分辨率是由物鏡的N_A值與照明光源的波長兩個因素決定。N_A值越大，照明光線波長越短，則d值越小，分辨率就越高。

要提高分辨率，即減小d值，可采取以下措施

1． 降低波長l值，使用短波長光源。

2．曾大介質(zhì)h值和提高N_A值（NA=hsinu/2）。

3．增大孔徑角。

4．增加明暗反差

工作距離也叫物距，即指物鏡前透鏡的表面到被檢物體之間的距離。鏡檢時，被檢物體應處在物鏡的一倍至二倍焦距之間。因此，它與焦距是兩個概念，平時習慣所說的調(diào)焦，實際上是調(diào)節(jié)工作距離。

在物鏡數(shù)值孔徑一定的情況下，工作距離短孔徑角則大。

數(shù)值孔徑大的高倍物鏡，其工作距離小。

孔徑角定義

孔徑光闌是限制軸上物點成像光束立體角（錐角）的光闌。也就是起到?jīng)Q定能通過光學系統(tǒng)的光能（即像平面照度）作用的光闌。

將此光闌Q₁QQ₂通過其前面的透鏡成像到物空間去，則其像P₁PP₂ 就決定了光學系統(tǒng)的物方孔徑角（由孔徑光闌決定的光錐角稱為孔徑角U）。這一限制軸上點光束孔徑角的光闌）孔徑光闌被其前面的光組在光學系統(tǒng)物空間所成的像稱為入射光瞳，簡稱入瞳。

孔徑光闌Q₁QQ₂被其后面的透鏡（光組）在像空間所成的像P₁'P'P₂' 稱為出射光瞳，簡稱出瞳，其決定了系統(tǒng)像方孔徑角U'。

與入射光瞳、出射光瞳對應的那個實際起著限制光束作用的光闌Q₁QQ₂即為孔徑光闌。

孔徑角孔徑角的作用

光束的孔徑角是表征實際光學系統(tǒng)功能的重要性能參數(shù)之一。它不但決定了像面的照度，而且還決定了光學系統(tǒng)分辨能力。

在物面上按其成像光束孔徑角的不同可分為三個區(qū)域：

第一個區(qū)域是以B₁A為半徑的圓形區(qū)，其中每個點均以充滿入射光瞳的全部光束成像。此區(qū)域之邊緣點B₁由入射光瞳下邊緣P₂和入射窗下邊緣點M₂的連線所確定。

第二個區(qū)域是以B₁B₂繞光軸旋轉(zhuǎn)一周所形成的環(huán)形區(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)，每一點已不能用充滿入瞳的光束成像，在含軸面內(nèi)看光束，由B₁點到B₂點，其能通過入射光瞳的光束，由100%到50%漸變，這就是軸外點的漸暈現(xiàn)象。 此區(qū)域的邊緣點B₂由入射光瞳中心P和入射窗下邊緣M₂的連線確定

第三個區(qū)域是以B₂B₃繞光軸旋轉(zhuǎn)一周所形成的環(huán)形區(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)各點的光束漸暈更為嚴重，由B₂點到B3點，其漸暈系數(shù)由50%降低到0。B₃點是可見視場最邊緣點，它由入射光瞳上邊緣點P₁和入射窗下邊緣點M₂的連線所決定。

以上三個區(qū)域只是大致的劃分，實際上在物平面上，由B₁到B₃點的漸暈系數(shù)由100%到0是漸變的，并沒有明顯的界限。用眼睛通過放大鏡觀察物面時，由放大鏡和眼睛組成的光學系統(tǒng)就是這樣。 2100433B

孔徑的平均大小，是評價一個樣品的整體過濾性能的指標，通過孔徑分析儀即可進行專業(yè)的測試，最終會得出最大孔徑，平均孔徑，最可幾孔徑，最終形成一個完整的曲線。2100433B

孔徑千分尺機械結(jié)構(gòu)的影響

孔徑千分尺微分筒上的讀數(shù)，主要取決于對測量爪起主要作用的圓錐體。圓錐體的角度增大，示值誤差就趨向“-”值；反之，就趨向“ ”值。因此，可按此規(guī)律修正孔徑千分尺的示值誤差。若圓錐體呈寶塔螺紋結(jié)構(gòu)，則寶塔螺紋的各個徑向螺距使所形成的角度增大，示值誤差的方法需要專修寶塔螺紋與測量爪相接觸的“-”值（最小值）位置。

孔徑千分尺測量爪圓弧R面的工作面母線偏離

測量時，測量爪的工作面要求都要接觸在三個測量爪的中間位置，且與測爪體的軸錢相平等，不能有明顯的歪斜。如果在零位時，某一測量爪接觸偏斜在一側(cè)，則當直徑放大后，該接觸位置就會逐漸向測量爪中間位置移動，從面造成示值誤差。

孔徑千分尺測量爪測量面的圓弧半徑過大

測量爪測量面的圓弧半徑應不大于測量下限尺寸的一半。所發(fā)，在修理孔徑千分尺三只測量爪頭悍要注意不要把圓弧工作面修得太小或太大，因為太小會造成使用量具產(chǎn)生左右晃動，而太大則會 生示值誤差。2100433B