Na rješenje optičkog sistema utječe otvor blende, žarišta i detektor, ali različiti parametri igraju vodeću ulogu na različitim nivoima.
- Teorijska rezolucija
Uglavnom određeno blende (difrakcijska granica). Prema Rayleigh kriterijumu, teorijska kutna rezolucija optičkog sistema određuje otvor blende (D), a formula je:
Gde je λ talasna dužina svetlosti. Što je veće otvor, što je manja minimalna kutna udaljenost koja se može riješiti. Na primjer, teorijska rezolucija teleskopa promjera 1 metra za vidljivo svjetlo (λ =550 nm) govori o 0. 14 arcsekundi. Teorijska rezolucija Hubble teleskopa (2,4m) je oko 0. 0 5 Arcsec, dok je teleskop Jamesa Webb (6,5m) može dostići 0,02 Arcsec.
Rayleigh Kriterij: U optičkom sistemu za snimanje, rešavanje snage je mogućnost merenja slike dva susedna predmeta. Zbog difrakcije, slika formirana sustavom više nije idealna geometrijska slika, već mjesto (prozračni disk) s određenom veličinom. Kad su dvije objektne točke preblizu i njihova se mjesta preklapaju, možda će biti nemoguće razlikovati slike dva objekta. Odnosno, postoji ograničenje rezolucije u optičkom sistemu, što obično donosi kriterij koji je predložio Rayleigh: Kada se središte jednog prozračnog diska poklapa sa tamnim prstenom drugog prozračnog diska, samo dvije slike mogu se razlikovati samo dvije slike.
- žarišna duljina i prostorna rezolucija
Pretvorite kutnu rezoluciju na rezoluciju za obradu slike, a žarišna duljina (f) pretvara kutnu rezoluciju na rezoluciju linije na detektoru (jedinica: m / piksel):
Što je duža žarišna duljina, veća rezolucija linije koja odgovara istoj kutnoj rezoluciji. Na primjer, za sustav sa žarišnom duljinom od 12 metara, ako je kutna rezolucija 0. 1 Arcsecond, linearna rezolucija je oko 5,8 mikrona. Međutim, žarišna duljina ne utječe na teorijsku kutnu rezoluciju, ali samo određuje skala za obradu slike, odnosno koliko piksela se podijeli teorijska rezolucija u prvom odjeljku. Ako je veličina piksela fiksirana, duža žarišna duljina, to će više piksela zauzimati istim objektom na detektoru teleskopa istim rezolucijom. Međutim, duža žarišna duljina i manji relativni otvor, manje energije optički sistem prikuplja iz istog objekta. U ovom trenutku, omjer signala do buke detektora treba dugo i integrirati dugo. Stoga je žarišna duljina ograničena i detektorom.
- detektor
Brzina piksela i brzina uzorkovanja "plafonskog" detektora sa stvarnom rezolucijom direktno utječu na stvarnu dostizdunu rezoluciju. Ograničenje veličine piksela: Ako je veličina piksela detektor veća od rezolucije sistemske linije, detalji se ne mogu razlikovati. Na primjer, ako je rezolucija linije 5 mikrona, a veličina piksela je 10 mikrona, stvarna rezolucija ograničena je detektorom. Nyquist uzorkovanje teorema: Da bi se u potpunosti analizirala cilj, veličina piksela treba biti manja od 1/2 rezolucije linije.
To su dvije frekvencije o kojima često razgovaramo u optičkom dizajnu, jedna je nyquistista prekidačka frekvencija, a druga je optička frekvencija isključivanja.
- Sažetak
Teorijska granica rezolucije određuje se otvorom (difrakcijska granica), ali stvarna rezolucija ograničena je atmosferskim turbulencijom (prizemnim sistemom), optičkom aberacijom, usklađivanjem žarišta i performanse detektora.
Razvoj nauke i tehnologije neodvojiv je od napretka naučnih istraživačkih instrumenata.
