Les télescopes peuvent-ils aller au-delà de la limite de diffraction en ayant un meilleur capteur d'image?

Question

J'ai lu l'article du wiki sur la résolution angulaire , mais j'ai du mal à comprendre le rôle des capteurs d'image dans les télescopes. Est-ce que de meilleurs capteurs d'images peuvent aider à dépasser le point de diffraction? Sinon, comment trouver la plus grande taille de pixel d'un capteur d'image qui n'empêchera pas le télescope de fonctionner au niveau de diffraction?

Answer 1

La meilleure résolution possible * qui peut être atteinte est donnée par le critère de Rayleigh $$\theta = 1.22 \frac{\lambda}{D} \text{,}$$ où $\theta$ est la résolution angulaire, $\lambda$ la longueur d'onde de la lumière utilisée et $D$le diamètre de la lentille collectrice. Sur le photodétecteur, l'image de la fonction d'étalement de points aura un diamètre de$$d = \frac{\lambda}{2 \, \text{NA}}$$ avec $\text{NA}$étant l' ouverture numérique du cône lumineux frappant le détecteur. S'il n'y a pas d' aberrations, la fonction d'étalement des points pour une ouverture circulaire ressemble à ceci:

La taille des pixels du détecteur doit être plus petite que le point central, sinon vous perdez la résolution.

Imaginez des pixels 5 fois plus grands que la fonction de répartition des points. Vous verriez 1 pixel avec une certaine intensité, mais vous ne pouvez pas dire où sur le pixel il frappe.

Les très petits pixels ne vous aident pas à améliorer la résolution. Imaginez deux objets en forme de points, chacun résultant en une fonction d'étalement des points sur le détecteur:

la distance minimale à laquelle vous pouvez les distinguer ne dépend pas du nombre de pixels que vous utilisez. Pour plus d'informations, voir Legolas pourrait-il réellement voir aussi loin? et y répond.

_{* Mettre de côté les astuces de super-résolution , qui ont généralement des restrictions ou des exigences.}