Numerische Apertur

Die numerische Apertur (Formelzeichen ${\displaystyle A_{\text{N}}}$, NA oder n.A.; abgeleitet von numerisch und Apertur, etwa: Zahlenwert der Öffnungsweite) ist eine Größe der Dimension Zahl bei optischen Systemen wie Teleskopen, Lichtmikroskopen, Fotolithografie (Halbleitertechnik) oder Lichtwellenleitern. Der Zahlenwert hängt ab vom Öffnungswinkel (auch: Akzeptanzwinkel) des optischen Systems und vom Brechungsindex des umgebenden Mediums. Je größer Brechungsindex und Öffnungswinkel sind, desto größer ist auch die numerische Apertur. Dadurch steigt sowohl die Menge an Licht, die aufgenommen oder bei einer Projektion abgegeben wird, als auch das erzielbare Auflösungsvermögen. Durch eine erhöhte Auflösung ist einerseits eine Darstellung von kleineren Objektdetails in Bildern, die mit dem System erzeugt wurden, möglich, andererseits kann ein System wie zum Beispiel ein Mikroskop mit höherer Auflösung bzw. in der Fotolithografie in Belichtungsmaschinen genutzt werden, um Licht auf einen kleineren Fokuspunkt zu konzentrieren.

Die numerische Apertur ist wesentlich vom vordersten optischen Element eines Systems abhängig, beispielsweise bei Mikroskopen von der Frontlinse des Objektivs. Auf guten Mikroskopobjektiven ist der Wert daher eingraviert.

Der Begriff numerische Apertur wurde vom Physiker Ernst Abbe eingeführt, der an Lichtmikroskopen arbeitete.^[1]

1. ↑ Eugene Hecht: Optik. 4. Auflage, Verlag Oldenbourg, 2005, ISBN 3-486-27359-0, Kapitel 5.7 Optische Systeme, S. 357.