Η ανάλυση του οπτικού συστήματος επηρεάζεται από το διάφραγμα, το εστιακό μήκος και τον ανιχνευτή, αλλά διαφορετικές παράμετροι διαδραματίζουν ηγετικό ρόλο σε διαφορετικά επίπεδα.
- Θεωρητική επίλυση
Που καθορίζεται κυρίως από το διάφραγμα (όριο περίθλασης). Σύμφωνα με το κριτήριο Rayleigh, η θεωρητική γωνιακή ανάλυση του οπτικού συστήματος καθορίζεται από το άνοιγμα (d) και ο τύπος είναι:
Όπου λ είναι το μήκος κύματος του φωτός. Όσο μεγαλύτερο είναι το άνοιγμα, τόσο μικρότερη είναι η ελάχιστη γωνιακή απόσταση που μπορεί να επιλυθεί. Για παράδειγμα, η θεωρητική ανάλυση ενός τηλεσκοπίου με διάμετρο 1 μέτρου για ορατό φως (λ =550 nm) είναι περίπου 0. Η θεωρητική ανάλυση του τηλεσκοπίου Hubble (2.4m) είναι περίπου 0.
Κριτήριο Rayleigh: Στο οπτικό σύστημα απεικόνισης, η ισχύς επίλυσης είναι η δυνατότητα μέτρησης της εικόνας δύο γειτονικών αντικειμένων. Λόγω της περίθλασης, η εικόνα που σχηματίζεται από το σύστημα δεν είναι πλέον μια ιδανική εικόνα γεωμετρικού σημείου, αλλά ένα σημείο (ευάερο δίσκο) με ένα συγκεκριμένο μέγεθος. Όταν δύο σημεία αντικειμένων είναι πολύ κοντά και τα σημεία τους επικαλύπτονται, μπορεί να είναι αδύνατο να γίνει διάκριση των εικόνων δύο σημείων αντικειμένων. Δηλαδή, υπάρχει ένα όριο ανάλυσης στο οπτικό σύστημα, το οποίο συνήθως υιοθετεί το κριτήριο που προτείνεται από τον Rayleigh: Όταν το κέντρο ενός ευάερου δίσκου συμπίπτει με το σκοτεινό δακτύλιο πρώτης τάξης ενός άλλου ευάερου δίσκου, μπορούν να διακριθούν μόνο δύο εικόνες.
- το εστιακό μήκος και η χωρική ανάλυση
Μετατρέψτε τη γωνιακή ανάλυση στο επίπεδο απεικόνισης και το εστιακό μήκος (F) μετατρέπει τη γωνιακή ανάλυση στην ανάλυση γραμμής στον ανιχνευτή (μονάδα: m/pixel):
Όσο μεγαλύτερο είναι το εστιακό μήκος, τόσο υψηλότερη είναι η ανάλυση γραμμής που αντιστοιχεί στην ίδια γωνιακή ανάλυση. Για παράδειγμα, για ένα σύστημα με εστιακό μήκος 12 μέτρων, εάν η γωνιακή ανάλυση είναι 0. Ωστόσο, το εστιακό μήκος δεν επηρεάζει τη θεωρητική γωνιακή ανάλυση, αλλά καθορίζει μόνο την κλίμακα απεικόνισης, δηλαδή, πόσα εικονοστοιχεία διανέμονται η θεωρητική ανάλυση στο πρώτο τμήμα. Εάν το μέγεθος των εικονοστοιχείων είναι σταθερό, όσο περισσότερο το εστιακό μήκος, τόσο περισσότερα εικονοστοιχεία θα καταλαμβάνονται από το ίδιο αντικείμενο στον ανιχνευτή του τηλεσκοπίου με το ίδιο ψήφισμα. Ωστόσο, όσο περισσότερο το εστιακό μήκος και όσο μικρότερο είναι το σχετικό άνοιγμα, τόσο λιγότερη ενέργεια το οπτικό σύστημα συλλέγει από το ίδιο αντικείμενο. Αυτή τη στιγμή, ο λόγος σήματος προς θόρυβο του ανιχνευτή πρέπει να είναι υψηλός και ενσωματωμένος για μεγάλο χρονικό διάστημα. Επομένως, το εστιακό μήκος περιορίζεται επίσης από τον ανιχνευτή.
- ο ανιχνευτής
Το μέγεθος του εικονοστοιχείου και ο ρυθμός δειγματοληψίας του ανιχνευτή "οροφής" με πραγματική ανάλυση επηρεάζουν άμεσα την πραγματική επιτεύξιμη ανάλυση. Περιορισμός μεγέθους εικονοστοιχείων: Εάν το μέγεθος του εικονοστοιχείου του ανιχνευτή είναι μεγαλύτερο από την ανάλυση της γραμμής του συστήματος, δεν μπορούν να διακριθούν λεπτομέρειες. Για παράδειγμα, εάν η ανάλυση γραμμής είναι 5 μικρά και το μέγεθος των εικονοστοιχείων είναι 10 μικρά, η πραγματική ανάλυση περιορίζεται από τον ανιχνευτή. Το θεώρημα δειγματοληψίας Nyquist: Για να αναλυθεί πλήρως ο στόχος, το μέγεθος των εικονοστοιχείων θα πρέπει να είναι μικρότερο από το 1/2 της ανάλυσης γραμμής.
Αυτές είναι οι δύο συχνότητες για τις οποίες μιλάμε συχνά στον οπτικό σχεδιασμό, το ένα είναι η συχνότητα αποκοπής Nyquist και το άλλο είναι η συχνότητα οπτικής αποκοπής.
- Περίληψη
Το θεωρητικό όριο της ανάλυσης καθορίζεται από το διάφραγμα (όριο περίθλασης), αλλά η πραγματική ανάλυση περιορίζεται από την ατμοσφαιρική αναταραχή (σύστημα εδάφους), την οπτική εκτροπή, την αντιστοίχιση του εστιακού μήκους και την απόδοση του ανιχνευτή.
Η ανάπτυξη της επιστήμης και της τεχνολογίας είναι αδιαχώριστη από την πρόοδο των επιστημονικών ερευνητικών μέσων.
