Numerische Apertur

Die numerische Apertur (NA) ist eine Kenngröße für die Bündelung von Lichtstrahlen in optischen Systemen. Per Definition gibt die numerische Apertur die Bündelbegrenzung an, die sich auf die Grenzstrahlen bezieht. Es handelt sich um einen dimensionslosen Wert, der sich aus dem Sinus des halben Öffnungswinkel des Grenzwellenlänge ergibt.

1. Bei der optischen Übertragungstechnik mit Lichtwelleneitern ist die numerische Apertur ein Maß für die in Lichtwellenleiter eingekoppelte Lichtleistung. Sie ist abhängig vom Einkopplungswinkel unter dem das Licht einer Lichtquelle in den Lichtwellenleiter eingespeist wird. Je größer die numerische Apertur einer Glasfaser, desto mehr Licht kann in die Faser eingekoppelt werden.

   Akzeptanzwinkel bei Lichtwellenleitern

   Der Einstrahlwinkel, der auch als Akzeptanzwinkel bezeichnet wird, wird im Grenzbereich zum Grenzwinkel. Die numerische Apertur wird durch den Sinus des Akzeptanzwinkes bestimmt und wirkt sich besonders beim Zusammenfügen von zwei Lichtwellenleitern aus, da an diesen Stoßstellen Inhomogenitäten und unterschiedliche Materialdichten auftreten können. Typische Werte für eine Stufenindex-Profilfaser liegen bei 0,2 bis 0,3.

2. Bei Compact Discs (CD), DVDs und Blu-Ray-Discs ist die numerische Apertur wichtig für die Lichteinstreuung auf die Schicht und bestimmt in Verbindung mit der Wellenlänge die optische Auflösung. Bei CDs beträgt die numerische Apertur 0,45, bei DVDs liegt sie bei 0,6, bei UDO-Disc bei 0,7 und bei der Blu-Ray-Disc und der PDD-Disc sogar bei 0,85.