El artículo «Determination of the Contrast and Modulation Transfer Functions for High Resolution Imaging of Individual Atoms» de Gabriello Presenza-Pitman busca establecer métodos precisos para medir la resolución de sistemas de imágenes ópticas de alta resolución, con la finalidad de mejorar la observación de átomos individuales en una rejilla óptica. Este trabajo se apoya en dos enfoques: la función de transferencia de contraste (CTF) y la función de transferencia de modulación (MTF).
El CTF se determina usando patrones de onda cuadrada de diferentes frecuencias espaciales. Al capturar imágenes de estos patrones y medir su contraste, se puede evaluar cómo las diferentes frecuencias afectan la calidad de la imagen. En el estudio, los resultados de CTF para la luz azul (405 nm) y roja (700 nm) mostraron comportamientos cualitativamente diferentes: la curva azul cae rápidamente en bajas frecuencias espaciales y luego se nivela, mientras que la curva roja sigue un decaimiento más gradual típico de un sistema limitado por difracción. Esta discrepancia podría atribuirse a la calidad del objetivo utilizado, que está mejor corregido para las aberraciones en las longitudes de onda verde y roja que en la azul .
Por otro lado, el MTF se obtiene mediante el método del borde inclinado (slanted-edge method), que implica la captura de una imagen de un borde de silicio inclinado. Este enfoque permite calcular la función de extensión de borde (ESF) y, al diferenciarla numéricamente, se obtiene la función de extensión de línea (LSF), que luego se transforma mediante la transformada rápida de Fourier (FFT) para obtener el MTF. Este método es útil porque proporciona un muestreo más completo del sistema de imagen que el uso de patrones sinusoidales individuales .
En los resultados, se encontró que las resoluciones calculadas para la luz azul y roja, usando una ventana de zafiro de 200 μm, eran de aproximadamente 0.61 μm y 0.65 μm, respectivamente. Se destacó que los resultados de MTF con una ventana de zafiro mostraban un descenso más pronunciado en las frecuencias espaciales bajas al compararlos con la ausencia de dicha ventana, lo cual indica una ligera peor resolución al usar la ventana de zafiro debido a la introducción de aberraciones ópticas .
Otra observación relevante fue la presencia de una «característica de joroba» en el gráfico de MTF cuando se observó a una apertura numérica específica (0.43), lo cual es inconsistente con un sistema limitado por difracción. Esto sugiere la posible presencia de aberración esférica, que podría estar siendo «bloqueada» por el iris al reducirse el diámetro, cortando las altas angulaciones de los rayos de luz cercanas a los bordes de las lentes del objetivo .
Además, se realizaron experimentos con diferentes aperturas numéricas, revelando que una apertura numérica menor resulta en una disminución más rápida de la modulación y, por ende, una peor resolución. Estas pruebas mostraron que cerrar el diafragma del condensador aumenta el contraste y la resolución, debido a la eliminación de ángulos de luz más altos y a la reducción de las aberraciones ópticas presentes .
En resumen, el artículo de Presenza-Pitman evalúa y compara diferentes métodos para determinar las funciones de transferencia de contraste y modulación en sistemas de imágenes ópticas de alta resolución, proporcionando una visión detallada sobre cómo diferentes condiciones afectan la calidad de imagen y destacando la importancia de las correcciones ópticas y los ajustes en la apertura numérica para mejorar la resolución en la observación de átomos individuales.
