Bisakah teleskop melampaui batas difraksi dengan memiliki sensor gambar yang lebih baik?

Question

Saya membaca artikel wiki tentang resolusi sudut , tetapi saya kesulitan memahami peran sensor gambar dalam teleskop. Akankah sensor gambar yang lebih baik dapat membantu melampaui titik difraksi? Jika tidak, bagaimana cara menemukan ukuran piksel terbesar dari sebuah sensor gambar yang tidak akan mencegah teleskop beroperasi pada tingkat difraksi?

Answer 1

Resolusi terbaik * yang dapat dicapai diberikan oleh kriteria Rayleigh $$\theta = 1.22 \frac{\lambda}{D} \text{,}$$ dimana $\theta$ adalah resolusi sudut, $\lambda$ panjang gelombang cahaya yang digunakan dan $D$diameter lensa pengumpul. Pada fotodetektor citra fungsi penyebaran titik akan memiliki diameter sebesar$$d = \frac{\lambda}{2 \, \text{NA}}$$ dengan $\text{NA}$menjadi bukaan numerik dari kerucut cahaya yang mengenai detektor. Jika tidak ada abberasi , fungsi penyebaran titik untuk apertur melingkar terlihat seperti ini:

Ukuran piksel detektor harus lebih kecil dari titik pusat, jika tidak Anda kehilangan resolusi.

Bayangkan piksel yang 5 kali lebih besar dari fungsi penyebaran titik. Anda akan melihat 1 piksel dengan beberapa intensitas di atasnya, tetapi Anda tidak tahu di bagian mana piksel itu menimpa.

Piksel yang sangat kecil tidak membantu Anda meningkatkan resolusi. Bayangkan dua objek mirip titik, masing-masing menghasilkan fungsi penyebaran titik pada detektor:

Jarak minimum yang dapat Anda bedakan tidak bergantung pada berapa banyak piksel yang Anda gunakan. Untuk informasi lebih lanjut, lihat Bisakah Legolas benar-benar melihat sejauh itu? dan jawaban di dalamnya.

_{* Mengesampingkan trik superresolution , yang biasanya memiliki batasan atau persyaratan.}