회절 한계
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현미경, 망원경 또는 카메라와 같은 광학 시스템의 해상도는 렌즈의 불완전성 또는 오정렬과 같은 요인에 의해 제한될 수도 있지만 그 해상도에는 회절의 물리학에 의한 근본적인 한계가 존재한다. 광학 기기의 이론적 한계의 분해능 성능을 갖는 광학 시스템을 회절 한계에 있다고 한다.[1]
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망원경 기기의 회절 한계 각 분해능은 관찰되는 빛의 파장에 비례하고 대물렌즈의 입사 개구의 구경에 반비례한다. 원형의 개구가 있는 망원경의 경우 회절 한계에 있는 이미지에서 가장 작은 특징의 크기는 에어리 원반의 크기이다. 망원경 렌즈의 개구의 크기가 작아질수록 회절은 비례하여 증가한다. f/22와 같은 작은 개구에서 대부분의 최신 렌즈는 회절에 의해서만 제한되고 수차 또는 기타 구조적 결함에 의해 제한되지 않는다.
현미경 기기의 경우 회절 한계 공간 분해능은 빛의 파장과, 대물렌즈 또는 대물 조명원 중의 작은 개구수에 비례한다.
천문학에서 회절 한계 관측은 사용된 장비의 크기에서 이론적으로 이상적인 대물렌즈의 분해능을 달성하는 관측이다. 그러나 대부분의 지상 관측은 대기 효과에 의하여 시상이 제한된다. 지구에 있는 광학 망원경은 수 킬로미터의 난기류 대기를 통과하는 빛으로 인해 왜곡이 발생하기 때문에 회절 한계보다 훨씬 낮은 해상도로 작동한다. 첨단 관측소에서는 적응 광학 기술을 사용하기 시작하여 희미한 목표물에 대한 이미지 해상도가 향상되었지만 적응 광학을 사용하여 회절 한계에 도달하는 것은 여전히 어렵다.
전파 망원경은 사용하는 파장(밀리미터에서 미터까지)이 충분히 길어서 대기 왜곡을 무시할 수 있기 때문에 회절 한계에 있는 경우가 많다. 우주 기반 망원경(예: 허블 또는 다수의 비광학 망원경)은 설계에 광학 수차가 없는 경우 항상 회절 한계에서 작동한다.
거의 이상적인 빔 전파 특성을 가지는 레이저의 빔은 회절 한계에 있는 것으로 설명될 수 있다. 회절 한계 광학계를 통과한 회절 한계 레이저 빔은 회절 한계 상태를 유지하고 레이저 파장에서 광학계의 해상도와 본질적으로 동일한 공간 또는 각도 해상도를 갖는다.