Frecuencia de corte espacial

En óptica , la frecuencia de corte espacial es una forma precisa de cuantificar el objeto más pequeño que puede resolver un sistema óptico. Debido a la difracción en el plano de la imagen, todos los sistemas ópticos actúan como filtros de paso bajo con una capacidad limitada para resolver detalles. Si no fuera por los efectos de la difracción, un telescopio con una apertura de 2 pulgadas podría usarse teóricamente para leer periódicos en un planeta que orbita Alfa Centauri , a más de cuatro años luz de distancia. Desafortunadamente, la naturaleza ondulatoria de la luz nunca permitirá que esto suceda.

La frecuencia de corte espacial para un sistema óptico incoherente perfectamente corregido viene dada por

${\displaystyle f_{o}={1 \over {\lambda F_{\#}}}\ \ \mathrm {ciclos/milimetro} \ ,}$^{[ 1 ]}

dónde${\displaystyle \lambda }$donde λ es la longitud de onda expresada en milímetros y F _# es la relación focal de la lente . Por ejemplo, un telescopio con un objetivo f /6  que capta imágenes a 0,55 micrómetros tiene una frecuencia de corte espacial de 303  ciclos/milímetro. Una película en blanco y negro de alta resolución es capaz de resolver detalles de hasta 3  micrómetros o menos, por lo que su frecuencia de corte es de aproximadamente 150  ciclos/milímetro. Así, la resolución óptica del telescopio es aproximadamente el doble que la de una película de alta resolución, y se obtendría una imagen nítida y definida (siempre que el enfoque sea perfecto y la turbulencia atmosférica sea mínima).

Esta fórmula proporciona el rendimiento de resolución óptimo y solo es válida para sistemas ópticos perfectos. La presencia de aberraciones reduce el contraste de la imagen y puede disminuir la frecuencia de corte espacial del sistema si el contraste de la imagen cae por debajo de la capacidad de detección del dispositivo de imagen.

El caso coherente viene dado por

${\displaystyle f_{o}={1 \over {2\lambda F_{\#}}}\ \ \mathrm {ciclos/milimetro} \ .}$^{[ 1 ]}

• función de transferencia de modulación
• Superlente

• Goodman, JA, Introducción a la óptica de Fourier , McGraw Hill, 1969.