什么是波带片? (附图片)

波带片是一种利用衍射而不是折射来弯曲光线的装置,就像传统透镜一样。它由聚焦光线以创建图像的同心圆组成。与透镜不同,波带片可以同时聚焦多个波长,在成像和光学领域提供独特的应用。对这如何彻底改变摄影或显微镜感兴趣?让我们一起来看看它的潜力。

波带片是一种平坦的圆形材料介质,用于利用衍射原理聚焦光或其他电磁波(例如 X 射线)。它们通常被称为菲涅尔波带片,与菲涅尔透镜相关,两者均以 19 世纪法国工程师 Augustin-Jean Fresnel 的名字命名,他研究了光学的本质。波带片或菲涅尔透镜的衍射光栅效应可应用于摄影、显微镜和伽马射线全息术,以及潜在的天基天线系统。

波带片利用衍射原理来弯曲光波或其他能量,例如自由中子和氦原子的声波或量子级物质波,通过在撞击透明和不透明介质时弯曲其入射角。这会对光波产生一定程度的相长干涉,光波会在波带片之外聚焦,这可以提高某些尺寸的分辨率光或能量波的cts。为了以这种方式处理影响表面的所有电磁辐射,波带片由同心圆组成,这些同心圆在反射或不透明质量和透明或光质量之间交替,这使其具有牛眼的外观。

波带板可与示踪同位素和医学成像结合使用,以定位和测量异常生长。

一种特殊类型的波带片,其中暗环和光环相互淡入,将形成一个焦点,该焦点已与伽马射线一起用于医学成像全息领域。目前正在研究这一想法,用于对核医学中引入体内的示踪同位素周围区域进行成像。由于放射性如此当光源照射波带片时,波带片会投射出阴影,该阴影可以以比实际光源更小的尺寸记录在照相胶片上。该图像精确地反映了波带片在三个维度上产生的干涉图案,随后可以用普通光照射拍摄的图像来重建图像并详细检查同位素周围的结构。

波带板是一种平坦的圆形材料介质,用于聚焦电磁波,例如 X 射线。

X 射线显微镜是使用波带片等衍射光栅器件的主要研究领域之一。这是因为传统的透镜材料(如玻璃)由于其波长较小,会反射 X 射线或仅对它们进行微弱的衍射而不是聚焦它们。尺寸,波带片必须构建在纳米尺度上才能达到所需的聚焦效果。通常,X射线波带片具有约4毫米的圆直径和50至300纳米之间的区域厚度。这种波带片透镜可以将 X 射线束聚焦至 10 纳米(即十亿分之一米)的精细分辨率。相比之下,典型的水分子(或 H2O)的直径约为 1 纳米。这使得在原子水平上以精细的光学分辨率研究生物材料、晶体和其他结构成为可能。

使用由 1-制成的波带片从 1968 年到 2003 年,人们一直在研究在天基天线系统中使用毫米厚的钨来捕获能量水平高达 250,000 电子伏(250 keV)的高能 X 射线。这超出了传统透镜材料的能力,它无法捕获 10 keV 以上的光子。两区板在一个 e 中串联使用实验中,直径为2.4厘米,包含144个同心圆区域,间隔30厘米放置在望远镜中。他们展示了大约 30 角秒的分辨率,在 X 射线的阴影投射过程中没有阿拉戈斑点。阿拉戈斑或泊松斑是出现在菲涅耳衍射图案阴影中心的典型能量点,其中能量波长之间发生相长干涉。用于航天器的波带板反射器天线被视为传统抛物面天线的技术飞跃,其成本和重量要低得多,具有高增益性能特征和捕获高达 95% 的入射辐射的效率。

  • 发表于 2024-01-17 07:30
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  • 分类:科学教育

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