กล้องโทรทรรศน์สามารถก้าวข้ามขีด จำกัด การเลี้ยวเบนโดยมีเซ็นเซอร์ภาพที่ดีกว่าได้หรือไม่?
ฉันอ่านบทความวิกิเกี่ยวกับความละเอียดเชิงมุมแต่ฉันพยายามเข้าใจบทบาทของเซ็นเซอร์ภาพในกล้องโทรทรรศน์ เซ็นเซอร์ภาพที่ดีกว่าจะช่วยให้ไปไกลกว่าจุดเลี้ยวเบนได้หรือไม่? ถ้าไม่จะหาขนาดพิกเซลที่ใหญ่ที่สุดของเซ็นเซอร์ภาพที่จะไม่ป้องกันไม่ให้กล้องโทรทรรศน์ทำงานในระดับการเลี้ยวเบนได้อย่างไร
คำตอบ
ความละเอียดที่ดีที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ * ซึ่งสามารถเข้าถึงได้นั้นกำหนดโดยเกณฑ์ของ Rayleigh $$\theta = 1.22 \frac{\lambda}{D} \text{,}$$ ที่ไหน $\theta$ คือความละเอียดเชิงมุม $\lambda$ ความยาวคลื่นของแสงที่ใช้และ $D$เส้นผ่านศูนย์กลางของเลนส์สะสม บนเครื่องตรวจจับโฟโตตรวจจับภาพของฟังก์ชันการกระจายจุดจะมีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากับ$$d = \frac{\lambda}{2 \, \text{NA}}$$ ด้วย $\text{NA}$เป็นรูรับแสงที่เป็นตัวเลขของกรวยแสงที่กระทบตัวตรวจจับ หากไม่มีความคลาดเคลื่อนฟังก์ชันการกระจายจุดสำหรับรูรับแสงทรงกลมจะมีลักษณะดังนี้
ขนาดพิกเซลของตัวตรวจจับควรเล็กกว่าจุดศูนย์กลางมิฉะนั้นคุณจะสูญเสียความละเอียด
ลองนึกภาพพิกเซลที่ใหญ่กว่าฟังก์ชันกระจายจุด 5 เท่า คุณจะเห็น 1 พิกเซลโดยมีความเข้มอยู่บ้าง แต่คุณไม่สามารถบอกได้ว่าพิกเซลนั้นกระทบตรงไหน
พิกเซลขนาดเล็กมากไม่ได้ช่วยปรับปรุงความละเอียด ลองนึกภาพวัตถุที่มีลักษณะคล้ายจุดสองชิ้นซึ่งแต่ละชิ้นจะทำให้เกิดฟังก์ชันการกระจายจุดบนอุปกรณ์ตรวจจับ:
ระยะทางต่ำสุดที่คุณสามารถแยกพวกมันออกจากกันไม่ได้ขึ้นอยู่กับจำนวนพิกเซลที่คุณใช้ สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมโปรดดูที่Legolas สามารถมองเห็นได้ไกลขนาดนั้นจริงหรือ? และคำตอบในนั้น
* วางเทคนิคsuperresolutionไว้ด้วยกันซึ่งมักจะมีข้อ จำกัด หรือข้อกำหนด