Wat is een zoneplaat?

Een zoneplaat is een plat, cirkelvormig materiaalmateriaal dat wordt gebruikt voor het focussen van licht of andere elektromagnetische golven, zoals röntgenfoto's, met behulp van diffractieprincipes.Ze worden vaak aangeduid als Fresnel Zone-platen en zijn gerelateerd aan de Fresnel-lens, die beide zijn vernoemd naar een Franse ingenieur van 19 ^{eeuw, Augustin-Jean Fresnel, die de aard van optica bestudeerde.Diffractieroostereffecten met een zoneplaat of fresnellens hebben toepassingen in fotografie, microscopie en gamma-ray-holografie, evenals voor potentiële op de ruimte gebaseerde antennesystemen.}

Zone -platen gebruiken het diffractieprincipe om een golf van licht of andere energie te buigen, zoals geluids- of kwantumniveau -stofgolven van vrije neutronen en heliumatomen, door hun invalshoek te buigen, omdat ze invloed hebben op transparante en ondoorzichtige media.Dit creëert een niveau van constructieve interferentie met de lichtgolven waar ze zich moeten concentreren voorbij de zoneplaat, die de resolutie voor bepaalde aspecten van de licht- of energiegolf kan verhogen.Om alle elektromagnetische straling op een oppervlak op deze manier te verwerken, bestaat er een zoneplaat uit concentrische cirkels die afwisselen tussen reflecterende of ondoorzichtige kwaliteiten en transparante of lichte kwaliteiten, wat het lijkt op een stierenoog.

Een speciaal type zoneplaat waar de donkere en lichte ringen in elkaar vervagen, creëert een enkel brandpunt, dat is gebruikt met gammastralen op het gebied van medische beeldholografie.Het idee wordt onderzocht op de beeldvorming van regio's rond tracer -isotopen die in het lichaam in nucleaire geneeskunde zijn geïntroduceerd.Terwijl de radioactieve bron een zoneplaat verlicht, werpt de plaat een schaduw die op fotografische film op een kleiner formaat kan worden opgenomen dan de werkelijke bron.Dit beeld weerspiegelt precies het interferentiepatroon dat door de zoneplaat in drie dimensies is gecreëerd, en het gefotografeerde beeld kan later worden verlicht met gewoon licht om het beeld te reconstrueren en de structuur rond de isotopen in detail te onderzoeken.

röntgenmicroscopie is er een vanDe primaire onderzoeksarena's voor het gebruik van diffractieroosterapparaten zoals zonplaten.Dit komt omdat traditionele lensmaterialen zoals glas röntgenfoto's zullen weerspiegelen of ze slechts zwak diffracteren in plaats van ze te concentreren, vanwege hun kleine golflengte, en zoneplaten moeten worden geconstrueerd op een nanometerschaal om het gewenste focuseffect te bereiken.Typisch heeft een röntgenzoneplaat een een cirkelvormige diameter van ongeveer 4 millimeter en zone-diktes van tussen de 50 tot 300 nanometer.Dergelijke zoneplaatlenzen kunnen röntgenstralen richten op een resolutie zo goed als 10 nanometers, of 10 miljardste van een meter.Ter vergelijking: een typisch watermolecuul of H

2 _{O, is ongeveer 1 nanometer in diameter.Dit maakt het mogelijk om biologische materialen, kristallen en andere structuren op atoomniveau te bestuderen met een fijne mate van optische resolutie.}

Gebruik van zoneplaten gemaakt van 1 millimeter dikke wolfraam om röntgenfoto's met hoge energie te vangen met energieniveaus omhoogTot 250.000 elektronenvolt (250 keV) in grootte, in ruimte-gebaseerde antennesystemen is onderzocht van 1968 tot 2003. Dit gaat verder dan het vermogen van conventionele lensmaterialen, die geen fotonen boven 10 keV kunnen vangen.Twee-zone platen werden in één experiment in combinatie gebruikt, met een diameter van 2,4 centimeter met 144 concentrische zones, 30 centimeter uit elkaar in de telescoop.Ze demonstreerden een resolutie van ongeveer 30 boogseconden, zonder arago-plek in het schaduwcastingproces voor de röntgenfoto's.Een Arago -plek, of Poisson -plek, is een typisch energiepunt dat verschijnt in het schaduwcentrum van een fresnel diffractiepatroon waar constructieve interferentie optreedt tussen energiegolflengten.Zone-plaatreflectorantennes voor ruimtevaartuigen worden gezien als een technologische sprong voorwaarts van traditionele parabolische antenne, die van veel lagere kosten en gewicht zijn, met high-gain PerformaNCE -kenmerken en efficiëntie voor het vastleggen van maximaal 95% van de invallende straling.