NA（Numerical Aperture、数値絞り）は、光学系や光学機器において光の収集能力や解像度を表す指標です。特に顕微鏡や光ファイバーなどの光学系において重要なパラメータとされています。本記事では、NAの概念とその意味について詳しく解説します。
- NAの定義と表記方法 NAは、光学系の口径（レンズや光ファイバーの口径）と屈折率の積で表されます。数学的には、以下のように表されます。NA = n・sin(θ)ここで、nは媒質の屈折率、θは光軸と光が媒質に入射する角度です。
- NAの意味と光の収集能力への影響 NAは、光学系の収集能力を表す指標です。光学系のNAが大きいほど、より多くの光を集めることができます。つまり、NAが大きいほど、入射する光の量が増え、より明るい画像を得ることができます。また、NAは解像度にも関係しています。光学系の解像度は、入射する光の波長とNAによって制約されます。NAが高いほど、より細かい詳細を解像することができます。そのため、高いNAを持つ光学系は、より高い解像度を実現できると言えます。
- NAと光の収集角度 NAは、光が媒質に入射する角度を表しています。NAが大きいほど、光がより大きな角度で入射できます。これは、光軸から大きな角度で入射することで、より多くの光を集めることができるためです。一般的に、光ファイバーや顕微鏡の対物レンズなど、光学系のNAを大きくすることで、より広い視野や高い収集能力を実現することができます。
- NAと分解能 NAは、光学系の分解能にも関係しています。分解能は、光学系が近接する二つの点を区別する能力を表します。一般的に、分解能は入射光の波長とNAによって制約されます。NAが大きいほど、より小さな構造や詳細を解像することが可能となります。また、光学系の分解能は、NAだけでなく、波長にも影響されます。波長が短いほど、より高い分解能が得られます。
NAは、光学系の収集能力や解像度を表す重要なパラメータです。光ファイバーや顕微鏡、レンズなどの光学機器において、適切なNAの設計と選択は、高品質な画像や信号の取得に欠かせません。光学系の設計や選定において、NAを理解し、適切に活用することが重要です。
