Vad är en zonplatta?
En zonplatta är ett platt, cirkulärt material med material som används för att fokusera ljus eller andra elektromagnetiska vågor, såsom röntgenstrålar, med användning av diffraktionsprinciper.De kallas ofta Fresnel-zonplattor och är relaterade till Fresnel-linsen, som båda är uppkallade efter en 19-talets franska ingenjör, Augustin-Jean Fresnel, som studerade optikens natur.Diffraktionsgittereffekter med en zonplatta eller Fresnel-objektiv har applikationer inom fotografering, mikroskopi och gammastrålholografi, såväl som för potentiella rymdbaserade antennsystem. Zonplattor använder diffraktionsprincipen för att böja en våg av ljus eller annan energi, såsom ljud- eller kvantnivåvågor av fria neutroner och heliumatomer, genom att böja deras infallsvinkel eftersom de påverkar transparenta och ogenomskinliga medier.Detta skapar en nivå av konstruktiv störning med ljusvågorna där de kommer att fokusera utöver zonplattan, vilket kan öka upplösningen för vissa aspekter av ljus eller energibåge.För att bearbeta all den elektromagnetiska strålningen som påverkar en yta på detta sätt, består en zonplatta av koncentriska cirklar som växlar mellan reflekterande eller ogenomskinliga egenskaper och transparenta eller ljusa egenskaper, vilket ger det utseendet på ett tjurögon.
En speciell typ av zonplatta där de mörka och lätta ringarna bleknar in i varandra kommer att skapa en enda kontaktpunkt, som har använts med gammastrålar inom området medicinsk avbildningshologografi.Idén undersöks för avbildning av regioner kring spårisotoper som introduceras i kroppen i kärnmedicin.När den radioaktiva källan lyser upp en zonplatta kastar plattan en skugga som kan spelas in på fotografisk film i mindre storlek än den faktiska källan.Denna bild återspeglar exakt interferensmönstret som skapats av zonplattan i tre dimensioner, och den fotograferade bilden kan senare belysas med vanligt ljus för att rekonstruera bilden och undersöka strukturen runt isotoperna i detalj.
Röntgenmikroskopi är en avDe primära forskningsarenorna för användning av diffraktionsgitteranordningar såsom zonplattor.Detta beror på att traditionella linsmaterial som glas kommer att återspegla röntgenstrålar eller bara svagt diffraherar dem istället för att fokusera dem, på grund av deras lilla våglängdsstorlek, och zonplattor måste konstrueras på en nanometerskala för att uppnå önskad fokuseringseffekt.Vanligtvis har en röntgenzonplatta en cirkulär diameter på cirka 4 millimeter och zontjocklekar mellan 50 till 300 nanometer.Sådana zonplattlinser kan fokusera röntgenstrålar ner till en upplösning så fin som 10 nanometer, eller 10 miljarder meter.Som jämförelse är en typisk vattenmolekyl, eller H
2O, ungefär 1 nanometer i diameter.Detta gör det möjligt att studera biologiska material, kristaller och andra strukturer på atomnivån med en fin grad av optisk upplösning. Använd zonplattor gjorda av 1-millimeter tjocka volfram för att fånga röntgener med hög energi med energinivåer uppåt uppåttill 250 000 elektronvolt (250 keV) i storlek, i rymdbaserade antennsystem har undersökts från 1968 till 2003. Detta går utöver förmågan hos konventionella linsmaterial, som inte kan fånga fotoner över 10 keV.Tvåzonplattor användes i tandem i ett experiment, med en diameter av 2,4 centimeter innehållande 144 koncentriska zoner, placerade 30 centimeter från varandra i teleskopet.De demonstrerade en upplösning på cirka 30 bågsekunder, utan Arago-plats i skugggjutningsprocessen för röntgenstrålarna.En Arago -plats, eller Poisson -plats, är en typisk energipunkt som visas vid skuggcentret för ett Fresnel -diffraktionsmönster där konstruktiv störning inträffar mellan energibåglängder.Zonplattreflektorantenner för rymdskepp ses som ett teknologiskt hopp framåt från traditionell parabolantenn, som har mycket lägre kostnad och vikt, med hög vinstprestandaNCE -egenskaper och effektivitet för att fånga upp till 95% av incidentstrålningen.