Temporalauflösung

Temporalauflösung bezeichnet die Fähigkeit eines Messsystems, zeitlich eng aufeinanderfolgende Ereignisse zu unterscheiden. Sie beschreibt die zeitliche Feinkörnigkeit eines Signals und gibt an, wie kurze Impulse oder schnelle Veränderungen erkannt werden können. Praktisch wird sie oft als minimale zeitliche Trennung oder als maximale zuverlässig ablesbare Frequenz angegeben.

Sie wird von mehreren Faktoren bestimmt: der Abtastrate bzw. Pulswiederholrate, der Belichtungs- bzw. Integrationszeit des Detektors, der Bandbreite des Sensors und dem Instrumentenantwortspektrum. Nach dem Nyquist-Theorem genügt eine Abtastrate f_s nicht, um Ereignisse getrennt zu beobachten, die sich mit Δt < 1/(2f_s) unterscheiden. Längere Integrationszeiten verbessern das Signal-Rausch-Verhältnis, verschlechtern jedoch die Temporalauflösung.

Anwendungsbeispiele finden sich in der Bildgebung, der Optik und der Messphysik. Hochgeschwindigkeitsfotografie erreicht Mikrosekunden bis Millisekunden Auflösung mit Kameras, die Tausende bis Hunderttausend Bilder pro Sekunde liefern. In der Medizin beeinflusst die Temporalauflösung Ultraschall mit Pulswiederholfrequenzen von einigen Dutzend bis zu einigen Hundert Hz; funktionelle MRT liegt grob bei 0,5 bis 2 Hz. In spezialisierten Detektoren, wie Streak-Kameras, können zeitliche Auflösungen im Pikosekunden- bis Nanosekundenbereich gemessen werden.

Temporalauflösung ist oft ein Kompromiss: Höhere zeitliche Auflösung erfordert mehr Licht oder fortschrittlichere Technik, erhöht die Datenmenge und kann räumliche Auflösung, Tiefenschärfe oder Signalqualität beeinträchtigen. Die Wahl richtet sich nach den Anforderungen an zeitliche Genauigkeit sowie nach anderen Messparametern.