ऑप्टिकल सिस्टम का संकल्प एपर्चर, फोकल लंबाई और डिटेक्टर से प्रभावित होता है, लेकिन विभिन्न पैरामीटर विभिन्न स्तरों पर एक प्रमुख भूमिका निभाते हैं।
- सैद्धांतिक संकल्प
मुख्य रूप से एपर्चर (विवर्तन सीमा) द्वारा निर्धारित किया जाता है। रेले मानदंड के अनुसार, ऑप्टिकल सिस्टम का सैद्धांतिक कोणीय संकल्प एपर्चर (डी) द्वारा निर्धारित किया जाता है, और सूत्र है:
जहां λ प्रकाश की तरंग दैर्ध्य है। एपर्चर जितना बड़ा होगा, न्यूनतम कोणीय दूरी उतनी ही छोटी हो सकती है। उदाहरण के लिए, दृश्यमान प्रकाश के लिए 1 मीटर के व्यास के साथ एक दूरबीन का सैद्धांतिक संकल्प (λ =550 nm) 0 के बारे में है। 14 Arcseconds। हबल टेलीस्कोप (2.4m) का सैद्धांतिक संकल्प 0 के बारे में है।
Rayleigh मानदंड: इमेजिंग ऑप्टिकल सिस्टम में, संकल्प शक्ति दो आसन्न वस्तुओं की छवि को मापने की क्षमता है। विवर्तन के कारण, सिस्टम द्वारा बनाई गई छवि अब एक आदर्श ज्यामितीय बिंदु छवि नहीं है, लेकिन एक निश्चित आकार के साथ एक स्पॉट (हवादार डिस्क) है। जब दो ऑब्जेक्ट पॉइंट बहुत करीब होते हैं और उनके स्पॉट ओवरलैप होते हैं, तो दो ऑब्जेक्ट पॉइंट्स की छवियों को अलग करना असंभव हो सकता है। यही है, ऑप्टिकल सिस्टम में एक रिज़ॉल्यूशन सीमा है, जो आमतौर पर रेले द्वारा प्रस्तावित कसौटी को अपनाता है: जब एक हवादार डिस्क का केंद्र एक और हवादार डिस्क के पहले-क्रम की अंधेरी रिंग के साथ मेल खाता है, तो बस दो छवियों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है।
- फोकल लंबाई और स्थानिक संकल्प
कोणीय रिज़ॉल्यूशन को इमेजिंग प्लेन में परिवर्तित करें, और फोकल लंबाई (एफ) डिटेक्टर पर लाइन रिज़ॉल्यूशन में कोणीय रिज़ॉल्यूशन को परिवर्तित करता है (यूनिट: एम/पिक्सेल):
फोकल लंबाई जितनी लंबी होती है, उतनी ही अधिक कोणीय रिज़ॉल्यूशन के अनुरूप लाइन रिज़ॉल्यूशन होती है। उदाहरण के लिए, 12 मीटर की फोकल लंबाई वाली प्रणाली के लिए, यदि कोणीय संकल्प 0 है। 1 आर्कसेकंड, रैखिक रिज़ॉल्यूशन लगभग 5.8 माइक्रोन है। हालांकि, फोकल लंबाई सैद्धांतिक कोणीय संकल्प को प्रभावित नहीं करती है, लेकिन केवल इमेजिंग पैमाने को निर्धारित करती है, अर्थात, पहले खंड में सैद्धांतिक संकल्प कितने पिक्सेल पर वितरित किया जाता है। यदि पिक्सेल का आकार तय हो जाता है, तो फोकल लंबाई जितनी लंबी होती है, उतनी ही पिक्सेल को उसी रिज़ॉल्यूशन के साथ टेलिस्कोप के डिटेक्टर पर एक ही ऑब्जेक्ट द्वारा कब्जा कर लिया जाएगा। हालांकि, फोकल लंबाई और सापेक्ष एपर्चर जितनी लंबी होती है, उतनी ही कम ऊर्जा ऑप्टिकल सिस्टम एक ही ऑब्जेक्ट से एकत्र होती है। इस समय, डिटेक्टर के सिग्नल-टू-शोर अनुपात को लंबे समय तक उच्च और एकीकृत करने की आवश्यकता है। इसलिए, फोकल लंबाई भी डिटेक्टर द्वारा सीमित है।
- डिटेक्टर
वास्तविक रिज़ॉल्यूशन के साथ "सीलिंग" डिटेक्टर के पिक्सेल का आकार और नमूना दर सीधे वास्तविक प्राप्त करने योग्य रिज़ॉल्यूशन को प्रभावित करता है। पिक्सेल आकार सीमा: यदि डिटेक्टर का पिक्सेल आकार सिस्टम लाइन रिज़ॉल्यूशन से बड़ा है, तो विवरण को प्रतिष्ठित नहीं किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, यदि लाइन रिज़ॉल्यूशन 5 माइक्रोन है और पिक्सेल का आकार 10 माइक्रोन है, तो वास्तविक रिज़ॉल्यूशन डिटेक्टर द्वारा सीमित है। Nyquist नमूनाकरण प्रमेय: लक्ष्य का पूरी तरह से विश्लेषण करने के लिए, पिक्सेल का आकार लाइन रिज़ॉल्यूशन के 1/2 से कम होना चाहिए।
ये दो आवृत्तियों हैं जिनके बारे में हम अक्सर ऑप्टिकल डिज़ाइन के बारे में बात करते हैं, एक Nyquist कट-ऑफ आवृत्ति है और दूसरा ऑप्टिकल कट-ऑफ आवृत्ति है।
- सारांश
रिज़ॉल्यूशन की सैद्धांतिक सीमा एपर्चर (विवर्तन सीमा) द्वारा निर्धारित की जाती है, लेकिन वास्तविक रिज़ॉल्यूशन वायुमंडलीय टर्बुलेंस (ग्राउंड सिस्टम), ऑप्टिकल एबेशन, फोकल लंबाई मिलान और डिटेक्टर प्रदर्शन द्वारा सीमित है।
विज्ञान और प्रौद्योगिकी का विकास वैज्ञानिक अनुसंधान उपकरणों की प्रगति से अविभाज्य है।
