Fresnel zon plaka, dalga optiği yasalarına uygun olarak
radyasyonu odaklamaya yarayan belirli genişlik ve çapa sahip, değişen şeffaf ve
opak halkaların (bölgeler) oluşturduğu bir sistemidir.
X-ışını difraksiyon ve spektroskopinin birçok işlevi, yerel
hassasiyet gerektirir. Kimyasal elementlerin mekansal dağılımı ve oksidasyon
durumu hakkında bilgi, standart elektron mikroskobu yöntemleri ile elde
edilemediğinde, bu özellikle önemlidir.
Bununla birlikte, geleneksel lensleri kullanarak
X-ışınlarını odaklamak neredeyse imkânsızdır; çünkü onlar için saydam olan
çeşitli ortamlardaki refraktif indeks pratik olarak sabittir ve 1'e çok
yakındır. X-ışını demeti, ışığın dalga özelliklerini ve Huygens-Fresnel'in
dalga ön yayılım yasalarını kullanarak 10 nm bir çapa odaklanabilir.
Fresnel bölge (zone) plakası, sıradan bir lens gibi, bir
noktaya odaklanacak paralel bir ışın demetini odaklar. Zone plakası birincil
odak ve sonsuz sayıda ikincil odak içerir. Bitişik şeffaf alanlardan ana odağa
dalgaların yol farkı radyasyonun dalga boyuna eşittir. Şeffaf bölgelerdeki
dalgalar, aşamalı olarak odak noktasına ulaşarak yapıcı girişim oluşturur. Bu
durumu sağlamak için şeffaf halkaların yarıçapları rk ,
rk = (k l f)1/2
olmalıdır. burada k, halkanın sıra numarası, l
dalga boyu ve f, odak uzaklığıdır. Ana odağa uzaklık, gelen radyasyonun dalga
boyuna bağlıdır ve aşağıdaki formülle tayin edilir,
D D
f = ¾¾
l
D lensin çapı, D son
opak halkanın genişliğidir.
f
fn = ¾¾¾
2n + 1
N tam sayılardır. Zon plakasının çözünürlüğü Rayleigh
kriteriyle belirlenir ve yaklaşık olarak D 'ya eşittir (daha doğrusu 1.22 D).
Fresnel zone plakalarıyla yapılandırılmış bir X-ışını
mikroskopunun devre şeması
