顯微鏡的數(shù)值孔徑代表物鏡收光范圍

讓我們由何謂繞射極限以及它如何限制了光學(xué)顯微鏡的解析度開始。

首先，我們知道光源通過樣本（例如一只草履蟲）后在遠(yuǎn)場上
會(huì)產(chǎn)生繞射現(xiàn)象，繞射圖形可視為通過樣本后的光場分佈做傅立葉轉(zhuǎn)換的結(jié)果，且繞射角度
和樣本的空間頻率有關(guān)，

而透鏡聚焦成像只是把無限遠(yuǎn)處的繞射圖形移到焦點(diǎn)處。因此，我
們可以說，透鏡焦點(diǎn)的光場分佈就是物體空間分佈的傅立葉轉(zhuǎn)換結(jié)果。樣本上有越細(xì)微的變化，相當(dāng)于空間頻率越高，

便會(huì)產(chǎn)生越大角度的繞射光線偏折。理論上，若能將所有的高頻偏折光全部收集起來成像，
應(yīng)該可以完整重現(xiàn)樣本的面貌。但實(shí)際上，物鏡就像一個(gè)空間上

因此，為了要提高解析度，就必須增加物鏡收光范圍，才能收集到空間頻率的高頻項(xiàng)。
通常我們用“數(shù)值孔徑”(NA, numerical aperture)來代表物鏡收光范圍