Kính thiên văn có thể vượt ra ngoài giới hạn nhiễu xạ bằng cách có cảm biến hình ảnh tốt hơn không?

Jan 08 2021

Tôi đã đọc bài báo trên wiki về độ phân giải góc , nhưng tôi rất khó hiểu vai trò của cảm biến hình ảnh trong kính thiên văn. Cảm biến hình ảnh tốt hơn có thể giúp vượt ra ngoài điểm nhiễu xạ không? Nếu không, làm thế nào để tìm kích thước pixel lớn nhất của cảm biến hình ảnh mà sẽ không ngăn kính thiên văn hoạt động ở mức nhiễu xạ?

Trả lời

2 A.P. Jan 10 2021 at 01:52

Độ phân giải tốt nhất có thể * có thể đạt được do tiêu chí Rayleigh đưa ra $$\theta = 1.22 \frac{\lambda}{D} \text{,}$$ Ở đâu $\theta$ là độ phân giải góc, $\lambda$ bước sóng của ánh sáng được sử dụng và $D$đường kính của thấu kính thu. Trên bộ tách sóng quang, hình ảnh của hàm trải điểm sẽ có đường kính là$$d = \frac{\lambda}{2 \, \text{NA}}$$ với $\text{NA}$là khẩu độ số của hình nón ánh sáng chạm vào máy dò. Nếu không có abberations điểm chức năng lây lan cho một khẩu độ ngoại hình tròn như thế này:


Kích thước điểm ảnh của máy dò nên nhỏ hơn so với vị trí trung tâm, nếu không bạn sẽ mất độ phân giải.

Hãy tưởng tượng các pixel lớn hơn gấp 5 lần so với hàm trải rộng điểm. Bạn sẽ thấy 1 pixel với một số cường độ trên đó, nhưng bạn không thể biết vị trí của pixel đó.

Các pixel rất nhỏ không giúp bạn cải thiện độ phân giải. Hãy tưởng tượng hai đối tượng giống như điểm, mỗi đối tượng dẫn đến một chức năng lan truyền điểm trên máy dò:


Khoảng cách tối thiểu mà bạn có thể phân biệt chúng không phụ thuộc vào số lượng pixel bạn sử dụng. Để biết thêm thông tin, hãy xem Legolas có thể thực sự nhìn thấy xa như vậy không? và câu trả lời trong đó.

* Bỏ qua superresolution thủ đoạn, mà thường có những hạn chế hoặc yêu cầu.