通光孔径（CA）是光学元件（如透镜、反射镜、滤光片或窗口片）的中心区域，制造商保证该区域满足光学规格。它实际上界定了光学元件的“可用”区域。
主要区别：物理孔径与通光孔径
必须明确区分光学元件的机械尺寸与光学有效区域。
- 物理直径（机械直径 Φphys）： 玻璃基片的实际外部尺寸。将光学元件装入镜架时需要依据此尺寸。
- 通光孔径（ΦCA）： 以光轴为中心，不存在缺陷和安装结构遮挡的内径。
- 关系： 通光孔径始终小于物理直径。
其存在的原因
通光孔径与物理直径之间的区域（通常称为“边缘区”）不在性能保证范围内，主要有三个原因：
- 制造限制： 在制造过程中，透镜或滤光片的边缘经常出现“边缘塌陷”（表面平坦度下降）或镀膜厚度变化。
- 安装要求: 光学镜架使用压圈或粘合剂固定光学元件。这些安装部件会覆盖光学元件的外缘。如果通光孔径一直延伸到边缘，镜架就会遮挡光线。
- 保护（倒角）： 精密光学元件在实体边角处采用斜切结构（倒角或斜边），以防止玻璃崩边。这些斜边不具备光学功能。
标准规格
通光孔径通常以以下两种方式之一在数据表中标注：
- 以百分比表示：“大于或等于直径的 90%。”
- 作为具体尺寸：“通光孔径：22.0 mm。”
实际示例：1英寸透镜
以一款描述为“直径 1 英寸”的标准实验室透镜为例。
- 实际直径： 25.4 mm（精确为1英寸）。
- 规格： CA > 直径的 90%。
计算： 要得出有效区域，请将实际直径乘以百分比：
25.4 mm * 0.90 = 22.86 mm
这意味着：
- 保证区域：中心有一个22.86 mm的圆形区域，透镜可在该区域内将光线完美聚焦。
- 安装区域： 边缘周围有一个约1.27 mm宽的环形区域。安装环可以安全地夹持该区域，而不会遮挡“保证”的光路。
设计指南
设计光学系统时，请遵循以下经验法则：
- 避免渐晕： 确保光束小于有效口径。如果光束照射到边缘区域，可能会被截断而产生渐晕，或发生畸变。
- 光束尺寸选型： 通常选择有效孔径至少比光束直径（1/e²）大1.5倍的光学元件。这样可确保整个光束都通过玻璃中质量最高的区域。