لوحة المنطقة

إذا صُممت لوحة المنطقة بحيث تتغير عتامة الضوء تدريجيًا وبشكل جيبي، فإن الانعراج الناتج يُنتج نقطة بؤرية واحدة فقط. يُعادل هذا النوع من أنماط لوحات المنطقة صورة ثلاثية الأبعاد ناقلة للعدسة المُجمّعة.

بالنسبة للوحة ذات منطقة ملساء، يمكن تحديد درجة التعتيم (أو الشفافية) عند نقطة ما من خلال: $${\displaystyle {\frac {1\pm \cos \left(kr^{2}\right)}{2}}\,}$$

حيث r هي المسافة من مركز اللوحة، و k تحدد مقياس اللوحة. ^{[ 5 ]}

تستخدم لوحات المناطق الثنائية نفس الصيغة تقريبًا، إلا أنها تعتمد فقط على الإشارة: $${\displaystyle {\frac {1\pm \operatorname {sgn} \left(\cos \left(kr^{2}\right)\right)}{2}}\,}$$

لا يهم التداخل البنّاء ما هي المرحلة المطلقة، بل المهم هو أن تكون متساوية من كل حلقة. لذا يمكن إضافة طول عشوائي إلى جميع المسارات. $${\displaystyle r_{n}={\sqrt {(n+\alpha )\lambda f+{\frac {1}{4}}(n+\alpha )^{2}\lambda ^{2}}}}$$

يمكن اختيار هذه المرحلة المرجعية لتحسين الخصائص الثانوية مثل الفصوص الجانبية. ^{[ 1 ]}

توجد أطوال موجية عديدة للضوء خارج نطاق الطيف الكهرومغناطيسي المرئي ، حيث لا تكون مواد العدسات التقليدية ، كالزجاج ، شفافة ، مما يجعل تصنيع العدسات أكثر صعوبة. كذلك، توجد أطوال موجية عديدة لا توجد لها مواد ذات معامل انكسار يختلف اختلافًا كبيرًا عن الواحد. على سبيل المثال، تنكسر الأشعة السينية بشكل ضعيف فقط عند تعرضها للزجاج أو غيره من المواد، ولذا تتطلب تقنية مختلفة للتركيز. تُغني ألواح المناطق عن الحاجة إلى البحث عن مواد شفافة، ذات معامل انكسار عالٍ، وسهلة التصنيع لكل منطقة من مناطق الطيف . إذ يُمكن للوح المنطقة نفسه تركيز الضوء بأطوال موجية متعددة في بؤر مختلفة، مما يعني إمكانية استخدامه أيضًا لتصفية الأطوال الموجية غير المرغوب فيها أثناء تركيز الضوء المطلوب.

يمكن تركيز موجات أخرى، مثل الموجات الصوتية، وبسبب ميكانيكا الكم ، الموجات المادية، بنفس الطريقة. وقد استُخدمت ألواح الموجات لتركيز حزم من النيوترونات وذرات الهيليوم. ^{[ 1 ]}

تُستخدم ألواح المنطقة أيضًا في التصوير الفوتوغرافي بدلًا من العدسة أو الثقب للحصول على صورة ضبابية ناعمة. ومن مزاياها مقارنةً بالثقوب (إلى جانب المظهر الضبابي الفريد الذي تُحققه ألواح المنطقة) أن مساحة الشفافية فيها أكبر من مساحة الثقب المماثل. ونتيجةً لذلك، يكون رقم فتحة العدسة الفعال لألواح المنطقة أقل من رقم فتحة العدسة للثقب المقابل، مما يسمح بتقليل زمن التعريض . تتراوح أرقام فتحة العدسة الشائعة لكاميرات الثقب من f /150 إلى f /200 أو أعلى، بينما تكون أرقام فتحة العدسة لألواح المنطقة غالبًا f /40 أو أقل. وهذا يُتيح التقاط الصور يدويًا باستخدام إعدادات حساسية الضوء العالية المتوفرة في كاميرات DSLR الحديثة .

تم اقتراح ألواح المنطقة كبديل رخيص للمناظير البصرية أو أشعة الليزر الموجهة الأكثر تكلفة. ^{[ 6 ]}

يمكن استخدام صفائح المنطقة كعدسات تصوير ذات بؤرة واحدة طالما أن نوع المحزز المستخدم جيبي بطبيعته. تُسمى صفيحة منطقة فريسنل المصممة خصيصًا ذات هياكل الطور المتوهجة أحيانًا بالكينوفورم . ^{[ 7 ]}

تسمح لوحة المنطقة المستخدمة كعاكس بتركيز الموجات الراديوية كما لو كانت بواسطة عاكس مكافئ. وهذا يُتيح أن يكون العاكس مسطحًا، وبالتالي أسهل في التصنيع. كما يسمح بتركيب عاكس فريسنل ذي النمط المناسب بشكل مُسطّح على جانب المبنى، مما يُجنّبه تأثير الرياح الذي قد يتعرض له العاكس المكافئ.

يمكن استخدام تمثيل نقطي لصورة لوحة المنطقة لاختبار خوارزميات معالجة الصور المختلفة، مثل:

• استيفاء الصور وإعادة تشكيل الصور؛ ^{[ 8 ]}
• تصفية الصور. ^{[ 9 ]}

يتوفر مولد صور مفتوح المصدر بتقنية لوحة المنطقة. ^{[ 10 ]}