¿Pueden los telescopios ir más allá del límite de difracción al tener un mejor sensor de imagen?

Question

Leí el artículo de la wiki sobre la resolución angular , pero me cuesta entender el papel de los sensores de imagen en los telescopios. ¿Los mejores sensores de imagen pueden ayudar a ir más allá del punto de difracción? Si no es así, ¿cómo encontrar el tamaño de píxel más grande de un sensor de imagen que no evitará que el telescopio funcione al nivel de difracción?

Answer 1

La mejor resolución posible * que se puede alcanzar viene dada por el criterio de Rayleigh $$\theta = 1.22 \frac{\lambda}{D} \text{,}$$ dónde $\theta$ es la resolución angular, $\lambda$ la longitud de onda de la luz utilizada y $D$el diámetro de la lente colectora. En el fotodetector, la imagen de la función de dispersión de puntos tendrá un diámetro de$$d = \frac{\lambda}{2 \, \text{NA}}$$ con $\text{NA}$siendo la apertura numérica del cono de luz que golpea el detector. Si no hay aberraciones, la función de dispersión de puntos para una apertura circular se ve así:

el tamaño de píxel del detector debe ser más pequeño que el punto central, de lo contrario perderá resolución.

Imagine píxeles que son 5 veces más grandes que la función de dispersión de puntos. Vería 1 píxel con cierta intensidad, pero no puede saber en qué parte del píxel incide.

Los píxeles muy pequeños no te ayudan a mejorar la resolución. Imagine dos objetos en forma de puntos, cada uno de los cuales da como resultado una función de dispersión de puntos en el detector:

la distancia mínima a la que puede distinguirlos no depende de la cantidad de píxeles que utilice. Para obtener más información, consulte ¿Podría Legolas realmente ver tan lejos? y respuestas en el mismo.

_{* Dejando a un lado los trucos de superresolución , que suelen tener restricciones o requisitos.}