¿Por qué se probó la cámara LSST del Observatorio Vera C. Rubin con un brócoli y un agujero de alfiler?

El video del SLAC National Accelerator Laboratory Vera C. Rubin Observatory LSST Camera (¡precaución! Música molesta a todo volumen, baje el volumen antes de reproducirlo) muestra un brócoli romanesco (que supuse que era una superficie matemática impresa en 3D con ese nombre hasta que revisé y descubrí que este es el nombre de un vegetal real, es decir, Brassica oleracea ) como el objeto de una cámara estenopeica que proyecta su imagen en la matriz CCD asombrosamente grande.

Es probable que haya varias ventajas al usar el agujero de alfiler en lugar de una lente de proyección bien corregida, ¿es posible decir cuáles son?

¿También es posible profundizar en la elección del objeto para la cámara?

Ver también:

¡Precaución! música molestamente alta, baje el volumen antes de reproducir:

El brócoli es fractal. No, de verdad, es un objeto físico decente con estructuras repetitivas y de gran detalle. Un montón de cosas para tratar de resolver en la imagen.

Respuestas (2)

Del primer artículo que vinculaste:

Una de estas pruebas fue tomar las primeras imágenes de 3200 megapíxeles de una variedad de objetos, incluida una cabeza de romanesco, un tipo de brócoli, que se eligió por su estructura de superficie muy detallada. Para hacerlo sin una cámara completamente ensamblada, el equipo de SLAC usó un agujero de alfiler de 150 micras para proyectar imágenes en el plano focal.

Lo que implica:

  • La ventaja de usar un agujero de alfiler es que permite probar los sensores sin necesidad de montar toda la cámara todavía.
  • el Romanesco fue elegido para probar la capacidad de los sensores para obtener imágenes de un objeto con una estructura detallada.
Creo que el estenopo ancho de alrededor de 200 longitudes de onda también ofrece las ventajas sobre una lente de proyección de ser muy fácil de modelar sin ambigüedades con óptica básica (MTF, luz dispersa, etc.) no requiere ningún enfoque ni introduce ningún error si el enfoque no es correcto, y produce automáticamente un flujo de luz bastante bajo que podría ser adecuado para la matriz, pero no se mencionan en los artículos vinculados.
@uhoh: puedes especular todo lo que quieras, pero voy con la razón por la que las personas involucradas realmente declararon por qué usaron un agujero de alfiler.
Ya sé. Puede haber fuentes adicionales sobre esta prueba más allá de las que incluí en la publicación original, y tal vez esta sea una técnica probada antes en otras cámaras, o tal vez sea totalmente única. Supongo que el "brócoli" resultará ser único seguro. A ver qué más sale

Especulación suplementaria:

Para producir una imagen en el sensor desde una distancia finita, se tendría que diseñar y construir una lente especial y costosa con un foco conjugado lo suficientemente cercano para que sea práctico, y un campo bien caracterizado y plano (o un plano de objeto curvo) .

Entonces, presumiblemente, uno descartaría esta lente después de esta simple prueba.

En cambio, los ~200 λ estenopeico ofrece las siguientes ventajas sobre el desarrollo y la adición de algún tipo de lente de proyección

  • siendo muy fácil de modelar sin ambigüedades con ópticas básicas (MTF, luz dispersa, etc)
  • no requiere ningún enfoque o introduce errores si el enfoque no es correcto
  • produce automáticamente un flujo de luz bastante bajo que podría ser adecuado para la matriz

Si bien ninguno de estos se menciona en los artículos vinculados en la otra respuesta, son algo evidentes desde la óptica básica.

También algo evidente es que Internet no puede obtener suficientes vegetales fractales (o frutas , vea el video de Vi Hart a continuación), y que la simple pero hermosa cámara estenopeica + demostración de vegetales fractales es genial y tiene cierto valor de divulgación pública.

captura de pantalla de la cámara LSST del Observatorio Vera C. Rubin captura de pantalla de la cámara LSST del Observatorio Vera C. Rubin captura de pantalla de la cámara LSST del Observatorio Vera C. Rubin Brócoli romanesco (Brassica oleracea)

Haga clic en las imágenes para tamaño completo. Los tres primeros son capturas de pantalla del video y el último es del brócoli romanesco (Brassica oleracea) de Wikimedia .

¿Por qué se probó la cámara LSST del Observatorio Vera C. Rubin con un brócoli y un agujero de alfiler?
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