Rozlíšenie optického systému je ovplyvnené clonou, ohniskovou vzdialenosťou a detektorom, ale rôzne parametre hrajú vedúcu úlohu na rôznych úrovniach.
- Teoretické rozlíšenie
Hlavne určené otvorom (difrakčný limit). Podľa kritéria Rayleigh je teoretické uhlové rozlíšenie optického systému určené clonou (D) a vzorec je:
Kde λ je vlnová dĺžka svetla. Čím väčší je otvor, tým menšia je minimálna uhlová vzdialenosť, ktorú je možné vyriešiť. Napríklad teoretické rozlíšenie ďalekohľadu s priemerom 1 meter pre viditeľné svetlo (λ =550 nm) je o {0. 14 Arcseconds. Teoretické rozlíšenie Hubble Telescope (2,4M) je asi 0.
Rayleigh Criterion: V zobrazovacom optickom systéme je rozlíšovacia sila schopnosť zmerať obraz dvoch susedných objektov. V dôsledku difrakcie už obraz tvorený systémom už nie je ideálnym geometrickým obrazom bodu, ale škvrnou (vzdušný disk) s určitou veľkosťou. Keď sú dva objektové body príliš blízko a ich škvrny sa prekrývajú, môže byť nemožné rozlíšiť obrázky dvoch objektových bodov. To znamená, že v optickom systéme existuje limit rozlíšenia, ktorý zvyčajne prijíma kritérium navrhnuté Rayleighom: Keď sa stred jedného vzdušného disku zhoduje s tmavým krúžkom iného vzdušného disku prvého rádu, je možné rozlíšiť iba dva obrázky.
- ohnisková vzdialenosť a priestorové rozlíšenie
Previesť uhlové rozlíšenie na zobrazovaciu rovinu a ohnisková vzdialenosť (F) prevádza uhlové rozlíšenie na rozlíšenie čiary na detektore (jednotka: m/pixel):
Čím dlhšia je ohnisková vzdialenosť, tým vyššia je rozlíšenie čiary zodpovedajúce rovnakému uhlovému rozlíšeniu. Napríklad pre systém s ohniskovou vzdialenosťou 12 metrov, ak je uhlové rozlíšenie 0. 1 oblúk, lineárne rozlíšenie je asi 5,8 mikrónov. Ohnisková vzdialenosť však neovplyvňuje teoretické uhlové rozlíšenie, ale určuje iba zobrazovaciu stupnicu, to znamená, koľko pixelov je distribuované teoretické rozlíšenie v prvej časti. Ak je veľkosť pixelov pevná, čím dlhšia je ohnisková vzdialenosť, čím viac pixelov bude obsadené rovnakým objektom na detektore ďalekohľadu s rovnakým rozlíšením. Čím dlhšia je ohnisková vzdialenosť a menšia, relatívna apertúra, tým menej energie optický systém zhromažďuje z toho istého objektu. V súčasnosti musí byť pomer detektora signálu k šumu vysoký a integrovaný po dlhú dobu. Preto je ohnisková vzdialenosť obmedzená aj detektorom.
- detektor
Veľkosť pixelov a rýchlosť vzorkovania detektora „strop“ so skutočným rozlíšením priamo ovplyvňujú skutočné dosiahnuteľné rozlíšenie. Obmedzenie veľkosti pixelov: Ak je veľkosť pixelov detektora väčšia ako rozlíšenie systémovej linky, podrobnosti sa nedajú rozlíšiť. Napríklad, ak je rozlíšenie čiary 5 mikrónov a veľkosť pixelov je 10 mikrónov, skutočné rozlíšenie je obmedzené detektorom. Vzorka NYQUIST: Aby sa úplne analyzovala cieľ, veľkosť pixelov by mala byť menšia ako 1/2 rozlíšenia riadku.
Toto sú dve frekvencie, o ktorých často hovoríme v optickom dizajne, jedna je nyquistická medzná frekvencia a druhá je optická medzná frekvencia.
- Zhrnutie
Teoretický limit rozlíšenia je určený clonou (difrakčný limit), ale skutočné rozlíšenie je obmedzené atmosférickými turbulenciami (pozemný systém), optickou aberáciou, zhodou ohniskovej vzdialenosti a výkonom detektora.
Vývoj vedy a techniky je neoddeliteľný od rozvoja nástrojov vedeckého výskumu.
