Hva er en soneplate?
En soneplate er et flatt, sirkulært medium med materiale som brukes til å fokusere lys eller andre elektromagnetiske bølger, for eksempel røntgenbilder, ved bruk av diffraksjonsprinsipper. De blir ofte referert til som Fresnel Zone-plater og er relatert til Fresnel-objektivet, som begge er oppkalt etter en fransk ingeniør fra 19 Century, Augustin-Jean Fresnel, som studerte optikkens natur. Diffraksjonsrangeringseffekter med en soneplate eller Fresnel-objektiv har applikasjoner innen fotografering, mikroskopi og gammastråle-holografi, samt for potensielle rombaserte antennesystemer.
soneplater bruker prinsippet om diffraksjon for å bøye en bølge av lys eller annen energi, for eksempel lyd- eller kvantnivåmateriell bølger av frie nøytroner og heliumatomer, ved å bøye deres forekomstvinkel når de påvirker gjennomsiktige og ugjennomsiktige medier. Dette skaper et nivå av konstruktiv interferens med lysbølgene der de kommer til å fokusere utover soneplaten, noe som kan øke oppløsningen for visse aspekter av Light eller energibølge. For å behandle all den elektromagnetiske strålingen som påvirker en overflate på denne måten, består en soneplate av konsentriske sirkler som veksler mellom reflekterende eller ugjennomsiktige egenskaper og gjennomsiktige eller lette egenskaper, noe som gir det utseendet til et okse øye.
En spesiell type soneplate der de mørke og lysringene falmer inn i hverandre vil skape et enkelt fokuspunkt, som har blitt brukt med gammastråler innen medisinsk avbildningsholografi. Ideen blir undersøkt for avbildning av regioner rundt sporstoffisotoper som er introdusert i kroppen i nukleærmedisin. Mens den radioaktive kilden lyser opp en soneplate, kaster platen en skygge som kan registreres på fotografisk film i mindre størrelse enn den faktiske kilden. Dette bildet gjenspeiler nettopp interferensmønsteret som er opprettet av soneplaten i tre dimensjoner, og det fotograferte bildet kansenere bli opplyst med vanlig lys for å rekonstruere bildet og undersøke strukturen rundt isotopene i detalj.
Røntgenmikroskopi er en av de primære forskningsarenaene for bruk av diffraksjonsgitterenheter som soneplater. Dette er fordi tradisjonelle linsematerialer som glass vil gjenspeile røntgenstråler eller bare svakt diffraherer dem i stedet for å fokusere dem, på grunn av deres små bølgelengdestørrelse, og soneplater må konstrueres på en nanometerskala for å oppnå ønsket fokuseringseffekt. Vanligvis har en røntgen soneplate en sirkulær diameter på omtrent 4 millimeter og sonetykkelser på mellom 50 til 300 nanometer. Slike soneplatelinser kan fokusere røntgenstråler ned til en oppløsning så fint som 10 nanometer, eller 10 milliarder av en meter. Til sammenligning er et typisk molekyl med vann, eller H 2 O, omtrent 1 nanometer i diameter. Dette gjør det mulig å studere biologiske materialer, krystaller og andre strukturer på atomnivå med en fin grad av optiskOppløsning.
Bruke soneplater laget av 1-millimeter tykke wolfram for å fange høye energi røntgenstråler med energinivå opp til 250 000 elektron volt (250 keV) i størrelse, i rombaserte antennesystemer har blitt undersøkt fra 1968 til 2003. Dette går utover evnen til konvensjonelle linse materialer, som ikke kan fange fotoner over 10 keV. To-soneplater ble brukt i tandem i ett eksperiment, med en diameter på 2,4 centimeter inneholdende 144 konsentriske soner, plasserte 30 centimeter fra hverandre i teleskopet. De demonstrerte en oppløsning på rundt 30 bueforekommer, uten Arago-sted i skyggestøpingsprosessen for røntgenbildene. Et Arago -sted, eller Poisson -sted, er et typisk energipunkt som vises ved skyggesenteret til et Fresnel -diffraksjonsmønster der konstruktiv interferens oppstår mellom energibølgelengder. Soneplate reflektorantenner for romfartøy blir sett på som et teknologisk sprang fremover fra tradisjonell parabolisk antenne, og har mye lavere kostnad og vekt, med høy GAIn ytelsesegenskaper og effektivitet for å fange opp opptil 95% av hendelsesstrålingen.