Apodización

El término apodización se utiliza con frecuencia en publicaciones sobre el procesamiento de señales infrarrojas por transformada de Fourier (FTIR) . Un ejemplo de apodización es el uso de la ventana de Hann en los analizadores de transformada rápida de Fourier para suavizar las discontinuidades al principio y al final del registro temporal muestreado.

En el procesamiento de audio digital se puede utilizar un filtro apodizador en lugar de los filtros de pared de ladrillo más comunes, con el fin de reducir el pre- y post- ringing que estos últimos introducen. ^{[ 1 ]}

Durante la oscilación dentro de un Orbitrap , una señal transitoria puede no ser estable hasta que los iones se asienten en sus oscilaciones. Hacia el final, las sutiles colisiones de iones se acumulan para causar una desfasación notable. Esto presenta un problema para la transformada de Fourier, ya que promedia la señal oscilatoria a lo largo de la medición en el dominio del tiempo. El software permite la "apodización", que consiste en eliminar las secciones inicial y final de la señal transitoria para su consideración en el cálculo de la transformada de Fourier. Por lo tanto, la apodización mejora la resolución del espectro de masas resultante. Otra forma de mejorar la calidad de la señal transitoria es esperar a recopilar datos hasta que los iones se hayan estabilizado en un movimiento oscilatorio dentro de la trampa. ^{[ 2 ]}

La apodización se aplica a las señales de RMN antes de la transformada discreta de Fourier . Normalmente, las señales de RMN se truncan debido a limitaciones de tiempo (dimensión indirecta) o para obtener una mayor relación señal-ruido. Para reducir los artefactos de truncamiento, las señales se someten a apodización con diferentes tipos de funciones de ventana . ^{[ 3 ]}

Dado que los lóbulos laterales del disco de Airy son responsables de la degradación de la imagen, se utilizan técnicas para suprimirlos. Si el haz de imagen tiene una distribución gaussiana , entonces cuando la relación de truncamiento (la relación entre el diámetro del haz gaussiano y el diámetro de la apertura de truncamiento) se establece en 1, los lóbulos laterales se vuelven despreciables y el perfil del haz se vuelve puramente gaussiano. ^{[ 4 ]}

En la ecografía médica , el efecto de los lóbulos de rejilla se puede reducir activando los elementos del transductor ultrasónico mediante voltajes variables en el proceso de apodización. ^{[ 5 ]}

La mayoría de los objetivos de las cámaras contienen diafragmas que reducen la cantidad de luz que entra en la cámara. Esto no constituye estrictamente un ejemplo de apodización, ya que el diafragma no produce una transición suave a intensidad cero, ni modifica el perfil de intensidad más allá de la transmisión uniforme de su apertura.

Algunos objetivos utilizan otros métodos para reducir la cantidad de luz que entra. Por ejemplo, el objetivo Minolta/Sony STF 135 mm f/2.8 T4.5 tiene un diseño especial que lo consigue mediante un elemento de lente cóncavo de color gris neutro que actúa como filtro de apodización, produciendo así un bokeh agradable . El mismo efecto óptico se puede lograr combinando el horquillado de profundidad de campo con la exposición múltiple , como se implementa en la función STF de la Minolta Maxxum 7. En 2014, Fujifilm anunció un objetivo que utiliza un filtro de apodización similar en el objetivo Fujinon XF 56 mm F1.2 R APD . ^{[ 6 ]} En 2017, Sony presentó el objetivo de fotograma completo con montura E Sony FE 100 mm F2.8 STF GM OSS ( SEL-100F28GM ) basado en el mismo principio óptico Smooth Trans Focus . ^{[ 7 ]}

La simulación del perfil de entrada de un haz láser gaussiano es también un ejemplo de apodización.

Los tamices de fotones proporcionan una forma relativamente sencilla de lograr una apodización óptica personalizada. ^{[ 8 ]}

La apodización se utiliza en la óptica de los telescopios para mejorar el rango dinámico de la imagen. Por ejemplo, las estrellas de baja intensidad cercanas a estrellas muy brillantes pueden hacerse visibles mediante esta técnica, e incluso se pueden obtener imágenes de planetas que, de otro modo, estarían oscurecidos por la brillante atmósfera de la estrella que orbitan. ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]} Generalmente, la apodización reduce la resolución de una imagen óptica; sin embargo, al reducir los efectos de borde de difracción, puede realzar ciertos detalles pequeños. De hecho, la noción de resolución, tal como se define comúnmente con el criterio de Rayleigh , es en este caso parcialmente irrelevante. Hay que entender que la imagen formada en el plano focal de una lente (o un espejo) se modela mediante el formalismo de difracción de Fresnel . El patrón de difracción clásico, el disco de Airy , está conectado a una pupila circular, sin ninguna obstrucción y con una transmisión uniforme. Cualquier cambio en la forma de la pupila (por ejemplo, un cuadrado en lugar de un círculo), o en su transmisión, produce una alteración en el patrón de difracción asociado.