Numerische Apertur eines Objektivs

Es hört sich so an, als ob Sie die Linse möglicherweise nicht richtig "gefüllt" haben. Ein unendlich konjugiertes Mikroskopobjektiv hat zum Beispiel eine spezifizierte numerische Apertur, wenn es für einen kollimierten Strahl einer spezifizierten Strahlbreite und Apodisierung (dh ob Gaussian, uniform oder so weiter) angesteuert wird . Siehe meine Zeichnung unten:

woraus Sie die grundlegende Beziehung verstehen können

damit Sie sehen können, dass Ihre gemessene numerische Apertur proportional zur Eingangsstrahlbreite sein wird. Der Hersteller sieht also möglicherweise eine Eingangsstrahlbreite von vor$W$, während Sie es möglicherweise nur geben$W_0$: Das Ergebnis ist aus der Zeichnung ersichtlich.

Einige moderne Objektive haben in der Tat sehr breite Strahlbreiten: Dies ermöglicht sehr lange Arbeitsabstände / Brennweiten bei gleichzeitig hoher NA. Abhängig von Ihrem Laser beträgt Ihre Strahlbreite möglicherweise nur weniger als einen Millimeter (ich würde sagen, dies ist mehr als wahrscheinlich), während Zeiss und Olympus meiner Meinung nach eine Strahlbreite von etwa 6 mm verwenden und Nikkon sogar die standardmäßige "Königsschraube" aufgegeben hat. (RMS-Gewinde der Royal Microscope Society) wird seit über 100 Jahren als Standard verwendet, um Objektive auf Mikroskoprevolvern zu halten und stattdessen viel größere Bohrungen zu verwenden, und ich denke, ihre Strahlbreite könnte sich 12 mm nähern.

Ansonsten ist das einfache Messen der numerischen Apertur, wie Sie es haben, im Allgemeinen nicht sinnvoll, selbst wenn Sie das Objektiv füllen, bis kein Licht mehr hineinkommt, dh die Vignettierung begrenzt Ihre Eingangsstrahlbreite. Die Hersteller meinen NICHT, dass der Sinus des Winkels des Ausgangslichtkegels die NA ist, wenn der Eingang den gesamten verfügbaren Raum ausfüllt. Was sie bedeuten, ist, dass ihre Objektive die Nennaberrationsleistung erreichen, wenn sie so gefüllt sind, dass der Ausgangslichtkegel die angegebene NA ist. In der Praxis können Sie ein Objektiv oft viel mehr füllen als seine Nennstrahlbreite. Wenn Sie also NA durch Füllen messen, bis Sie eine Vignettierung sehen, erhalten Sie möglicherweise einen zu hohen Wert. Ja, das Objektiv kann diese hohe NA ausgeben, aber es ist für die Bildgebung nicht sinnvoll, da die Aberrationsleistung in diesem Fall Mist ist.

Auch bei NA-Messungen mit Lasern muss man sehr vorsichtig sein, da diese Gaußsche Strahlen ausgeben, während die Hersteller in der Regel von einem gleichmäßig apodisierten Strahl sprechen. Wenn Sie einen Gaußschen Strahl verwenden, berechnen Sie numerische Aperturen mit$1/e^2$Strahlbreite, dh der Durchmesser des Strahls, auf den seine Intensität gefallen ist$1/e^2$seiner Spitze, Intensität auf der Achse.