Что подразумевается под откликом глаза или телескопа на точечный источник?

Я слышал, что источник называется неразрешенным, если его угловой размер намного меньше, чем отклик точечного источника глаза или телескопа, наблюдающего за ним. В чем здесь смысл ответа точечного источника?

Ответы (1)

Отклик точечного источника также называется функцией рассеяния точки (по крайней мере, для телескопов). Это определяет, как идеализированная точка света в бесконечности отображается оптикой телескопа (или глаза). Вместо того, чтобы выглядеть как идеальная точка (предположительно на одном пикселе, при условии, что пиксели достаточно малы для камеры), точка изображается как некий сложный узор из-за оптики. Для простой оптической системы, такой как круглая апертура (без линз, зеркал или чего-либо еще, просто отверстие), PSF представляет собой диск Эйри :

Воздушный диск лазера, сияющий через отверстие

Основным механизмом работы здесь является дифракция через апертуру. Для более сложной оптической системы ФРТ имеет больше особенностей, хотя картина дифракции от апертуры обычно является одной из доминирующих. Вот PSF усовершенствованной камеры для обзоров космического телескопа Хаббла в фильтре F625W (неудивительно, что PSF зависит от того, какая камера используется и какая длина волны):

САУ ПЦ ПСФ - F625W

Обратите внимание на масштабную линейку - это 4 угловых секунды, 1 угловая секунда = 1 3600 градусов, поэтому идеальный точечный источник раскладывается на изображение примерно такого углового размера.

Источник называется неразрешенным, если он меньше, чем PSF (в примере HST, меньше, чем ~ 4 угловых секунды), потому что изображение содержит очень мало или совсем не содержит пространственной информации, несмотря на его, возможно, сложный внешний вид (если есть достаточно маленькие пиксели для адекватной выборки). PSF, который должен быть!). Для более крупных источников изображение на камере представляет собой свертку PSF с исходным изображением. Технически это по-прежнему верно для точечных источников, но поскольку исходное изображение является точкой, его свертка с ФРТ и есть ФРТ с точностью до нормализации.