레일리 기준, 회절, 분해능

1. 레일리 기준(Rayleigh Criterion)

레일리 기준은 광학의 중요한 개념 중 하나로, 두 개의 점 광원이 서로 분리된 것으로 인식될 수 있는 최소한의 거리 조건을 설명한다. 이 기준은 특히 망원경이나 현미경과 같은 광학 기기의 성능을 평가하는 데 중요한 역할을 한다. 레일리 기준은 스코틀랜드의 물리학자 존 레일리(John Rayleigh)가 제안한 것으로, 주로 회절 현상과 관련하여 비슷한 물체들을 구별하는 능력을 정의한다. 무한히 많은 점광원이 존재할 때, 이들이 만들어내는 회절 패턴은 시각적으로 복잡한 구조를 띤다. 두 점 광원이 충분히 가까이 있을 경우, 이들의 회절 패턴은 겹쳐서 연결된 이미지로 나타나지만, 이들이 점점 멀어지면 각 회절 패턴은 분리되어 나타나게 된다. 그러므로 레일리 기준에서는 두 점 광원이 서로 인식 가능하다고 간주되는 최소한의 조건을 제시하는데, 이는 주로 각 회절 패턴의 중앙 최대값과 주변 최소값의 간섭을 기반으로 한다. 레일리 기준에 따르면, 두 점 광원이 분리되어 보이기 위해서는 한 광원의 회절 패턴의 주 최대값이 다른 광원의 주 최소값과 겹치는 것을 피해야 한다. 이러한 조건이 충족되면 두 점 광원을 …