Co je to Deska zóny?
Deska zóny je ploché kruhové médium používané pro zaostřování světla nebo jiných elektromagnetických vln, jako jsou rentgenové paprsky, za použití principů difrakce. Oni jsou často odkazoval se na jak Fresnel zóny talíře a být příbuzný fresnel čočce, oba který být jmenován po 19. století francouzský inženýr, Augustin-Jean Fresnel, kdo studoval povahu optiky. Efekty difrakční mřížky se zónou nebo fresnelovou čočkou mají uplatnění ve fotografii, mikroskopii a gama-holografii, jakož i pro potenciální vesmírné anténní systémy.
Desky zón využívají princip difrakce k ohýbání vlny světla nebo jiné energie, jako jsou vlny zvukových nebo kvantových hladin volných neutronů a atomů helia, ohýbáním jejich úhlu dopadu při dopadu na průhledná a neprůhledná média. To vytváří úroveň konstruktivního rušení světelných vln, na které se zaměřují za desku zóny, což může zvýšit rozlišení pro určité aspekty světelné nebo energetické vlny. Pro zpracování veškerého elektromagnetického záření dopadajícího na povrch tímto způsobem je zónová deska tvořena soustřednými kruhy, které se střídají mezi reflexními nebo neprůhlednými vlastnostmi a průhlednými nebo světlými vlastnostmi, což mu dává vzhled býčího oka.
Speciální typ zónové desky, kde tmavé a světelné kruhy mizí mezi sebou, vytvoří jediný ohnisko, které bylo použito s gama paprsky v oblasti lékařské zobrazovací holografie. Myšlenka je zkoumána pro zobrazování regionů kolem izotopů sledovače zavedených do těla v nukleární medicíně. Když radioaktivní zdroj osvětluje zónovou desku, vrhá stín stín, který lze zaznamenat na fotografický film v menší velikosti než skutečný zdroj. Tento obrázek přesně odráží interferenční obrazec vytvořený zónou ve třech rozměrech a fotografovaný snímek může být později osvětlen obyčejným světlem, aby se obraz rekonstruoval a podrobně prozkoumala struktura kolem izotopů.
Rentgenová mikroskopie je jednou z primárních výzkumných oblastí pro použití zařízení pro difrakční mřížku, jako jsou zónové desky. Je tomu tak proto, že tradiční materiály čoček, jako je sklo, budou odrážet rentgenové paprsky nebo je jen slabě rozptylovat namísto zaostřování, kvůli jejich malé vlnové délce, a zóny desky musí být konstruovány v nanometrovém měřítku, aby bylo dosaženo požadovaného zaostřovacího účinku. Deska rentgenové zóny má obvykle kruhový průměr asi 4 milimetry a tloušťky zóny mezi 50 až 300 nanometrů. Takové čočky zónových desek mohou zaostřit rentgenové paprsky až do rozlišení tak jemného, jako je 10 nanometrů nebo 10 miliardtin metru. Pro srovnání, typická molekula vody, nebo H20, má průměr zhruba 1 nanometr. To umožňuje studovat biologické materiály, krystaly a další struktury na atomové úrovni s jemným stupněm optického rozlišení.
Použití zónových desek vyrobených z 1 milimetrového wolframu k zachycení rentgenových paprsků o vysoké energii s energetickými hladinami až 250 000 voltů elektronů (250 keV) ve vesmírných anténních systémech bylo zkoumáno v letech 1968 až 2003. To jde dále schopnost konvenčních materiálů čoček, které nemohou zachytit fotony nad 10 keV. Dvouzónové desky byly použity v tandemu v jednom experimentu, s průměrem 2,4 centimetrů obsahujícím 144 soustředných zón, umístěných 30 cm od sebe v dalekohledu. Předvedli rozlišení asi 30 sekund, bez procesu arago v procesu stínování pro rentgenové paprsky. Arago spot nebo Poissonovo místo je typický energetický bod, který se objevuje ve středu stínu Fresnelovy difraktogramu, kde dochází ke konstruktivnímu rušení mezi vlnovými délkami energie. Reflektorové antény antény pro kosmickou loď jsou považovány za technologický skok vpřed od tradiční parabolické antény, který má mnohem nižší náklady a hmotnost, s výkonovými charakteristikami s vysokým ziskem a účinností pro zachycení až 95% dopadajícího záření.