Qu'est-ce qu'une plaque de zone?

Une plaque de zone est un milieu circulaire plat et circulaire utilisé pour concentrer la lumière ou d'autres ondes électromagnétiques, telles que les rayons X, en utilisant des principes de diffraction.Ils sont souvent appelés plaques de zone de Fresnel et sont liés à l'objectif de Fresnel, qui portent tous deux le nom d'un ingénieur français de 19 ^{du siècle, Augustin-Jean Fresnel, qui a étudié la nature de l'optique.Les effets de réseau de diffraction avec une plaque de zone ou une lentille de Fresnel ont des applications en photographie, microscopie et holographie aux rayons gamma, ainsi que pour les systèmes d'antennes spatiaux potentiels.}

Les plaques de zone utilisent le principe de diffraction pour plier une vague de lumière ou toute autre énergie, telles que des ondes de matière au niveau du son ou du quantique de neutrons libres et des atomes d'hélium, en pliant leur angle d'incidence lorsqu'ils ont un impact sur les médiums transparents et opaques.Cela crée un niveau d'interférence constructive avec les ondes lumineuses où elles se concentrent au-delà de la plaque de zone, ce qui peut augmenter la résolution pour certains aspects de l'onde de lumière ou d'énergie.Pour traiter tous les rayonnements électromagnétiques ayant un impact sur une surface de cette manière, une plaque de zone est constituée de cercles concentriques qui alternent entre les qualités réfléchissantes ou opaques et les qualités transparentes ou légères, ce qui lui donne l'apparence d'un œil de taureau.

Un type spécial de plaque de zone où les anneaux sombres et légers s'estompent les uns dans les autres créeront un seul point focal, qui a été utilisé avec des rayons gamma dans le domaine de l'holographie d'imagerie médicale.L'idée est recherchée pour l'imagerie des régions autour des isotopes de traceurs introduits dans le corps en médecine nucléaire.Alors que la source radioactive éclaire une plaque de zone, la plaque jette une ombre qui peut être enregistrée sur un film photographique à une taille plus petite que la source réelle.Cette image reflète précisément le motif d'interférence créé par la plaque de zone en trois dimensions, et l'image photographiée peut ensuite être éclairée avec une lumière ordinaire pour reconstruire l'image et examiner la structure autour des isotopes en détail.

La microscopie à rayons X est l'une deLes principaux domaines de recherche pour l'utilisation de dispositifs de réseau de diffraction tels que les plaques de zone.En effet, les matériaux d'objectif traditionnel comme le verre refléteront les rayons X ou les diffracteront faiblement au lieu de les concentrer, en raison de leur petite taille d'onde, et les plaques de zone doivent être construites sur une échelle nanométrique pour atteindre l'effet de focalisation souhaité.En règle générale, une plaque de zone à rayons X a un diamètre circulaire d'environ 4 millimètres et des épaisseurs de zone comprises entre 50 et 300 nanomètres.Ces lentilles de plaque de zone peuvent concentrer les faisceaux de rayons X jusqu'à une résolution aussi fine que 10 nanomètres, soit 10 milliardièmes d'un mètre.En comparaison, une molécule typique d'eau, ou h

2 _{O, est d'environ 1 nanomètre de diamètre.Cela permet d'étudier les matériaux biologiques, les cristaux et autres structures au niveau atomique avec un bon degré de résolution optique.}

Utilisation de plaques de zone composées de tungstène d'épaisseur de 1 millimètre pour capturer les rayons X à haute énergie avec des niveaux d'énergie vers le hautÀ 250 000 volts électroniques (250 keV), dans les systèmes d'antennes spatiaux, ont été recherchés de 1968 à 2003. Cela va au-delà de la capacité des matériaux de lentilles conventionnelles, qui ne peuvent pas capturer des photons supérieurs à 10 keV.Des plaques à deux zones ont été utilisées en tandem dans une expérience, avec un diamètre de 2,4 centimètres contenant 144 zones concentriques, placées à 30 centimètres d'intervalle dans le télescope.Ils ont démontré une résolution d'environ 30 secondes d'arcs, sans place Arago dans le processus de casting de l'ombre pour les radiographies.Un spot Arago, ou spot de Poisson, est un point d'énergie typique qui apparaît au centre de l'ombre d'un modèle de diffraction de Fresnel où une interférence constructive se produit entre les longueurs d'onde énergétiques.Les antennes de réflecteur de plaque de zone pour les vaisseaux spatiaux sont considérées comme un bond en avant de l'antenne parabolique traditionnelle, étant de coût et de poids beaucoup plus bas, avec un performa à gain élevécaractéristiques et efficacité de l'OCD pour capturer jusqu'à 95% des rayonnements incidents.