회절한계 (Diffraction Limit)
정의: 회절 현상 때문에 생기는 이론적, 물리적 분해능의 한계
회절한계 = 0.61 × λ / NA ≈ 200-250nm
특징:
- 물리 법칙에 의한 한계
- 완벽한 렌즈를 써도 극복 불가능
- 파장과 개구수에만 의존
- “할 수 있는 최선”
분해능과 관계 정리
분해능
┌────────────┴────────────┐
│ │
이론적 분해능 실제 분해능
(회절한계) (더 나쁠 수 있음)
200nm 200nm 이상
↑ ↑
물리적 한계 렌즈 품질, 노이즈 등
(극복 불가) (개선 가능)
식으로 표현:
실제 분해능 ≥ 회절한계
회절한계 = 달성 가능한 최고 분해능
구체적 예시
예시 1: 완벽한 현미경
이론적 분해능(회절한계): 200nm
실제 분해능: 200nm
→ "회절한계에 도달했다"
→ "분해능이 200nm이다"
→ 거의 같은 의미로 사용됨
예시 2: 저품질 현미경
이론적 분해능(회절한계): 200nm
실제 분해능: 500nm (수차, 진동 등으로 인해)
→ "회절한계에 도달하지 못했다"
→ "분해능이 나쁘다"
예시 3: 초고해상도 현미경 (STED, PALM)
회절한계: 200nm (여전히 존재)
실제 분해능: 20nm (회절한계 극복!)
→ "회절한계를 극복했다"
→ "초고해상도(super-resolution)"