By applying the Fresnel diffraction theory of the zone plate, incoherent holography of γ-ray and X-ray objects is attempted. At the initial stage of the present work, the Fresnel zones are drawn in black ink on a white card at the size of 23cm in diameter for the outermost zone, and then by taking the photographic, the zone plate, 1.3cm in diameter, is made on the photographic transparency. The performance of this zone plate is examined for the optical waves from mercury are lamp. By comparing the experimental results with the theory, it is found the performance is all the way satisfactory. The Fresnel zone plate for γ -ray and X-ray imageries is made of 30cm × 30cm × 0.2cm lead (Pb) plate. This zone plate whose central zone has a radius 1.6cm has 35 open zones. The γ-ray source is $Co^{60}$ with total intensity 2.5mCi.
The hologram of γ-ray object is obtained by placing the zone plate before X-ray film. Recording the γ-ray hologram on the X-ray film is found not satisfactory, namely, the hologram obtained has poor contrast with such a high level of background. Thus it is very difficult to reconstruct the image with this hologram.
X-ray holography is studied for X-ray emitting object and X-ray scattering object. Again using the same lead zone plate, the hologram of X-ray sources is made and from the hologram reduced in size, the images of the X-ray sources are reconstructed very much satisfactorily by using He-Ne laser beam (6328 Å).
In the scattered X-ray holography the X-ray is made incident upon a brass lens holder acting as an object, and the hologram of this object is produced by placing the lead zone plate before X-ray film. Again this is reduced photographically and the image reconstruction is achieved in great success.
This method of incoherent holography can be extended to uses in medical, astronomical, and nuclear engineering fields. The merits of this method in these field are that the three-dimensional image is reconstructed and the exposure time may be reduced as it has good photon collection efficiency. Especially, in nuclear medicine, there is possibility of reducing greatly the required radio-isotope dosage to the patient if the method is modified and improved further in its sensitivity of the γ-ray detecting mechanism.
본 실험에서는 먼저 중심반경이 1cm이고 전체직경이 23cm인 Fresnel zone plate 를 Kent 지 위에 먹물로 그린 다음 이것을 사직간판에 축소하여 사용하였다. 이것을 이용하여 이의 특성을 수은등을 이용하여 조사하였다. 이때 off-axis zone plate 즉 zone plate 의 중심부에서 벗어난 부분을 사용하게 되면 회절되지 않은 빚으로 부터 상을 분리해 낼 수 있음을 확인하였다. 또한 이 zone plate 를 이용하여 스펙트럼을 분석할 수 있다는 것도 확인하였다.
γ - 선 또는 X - 선 복사체의 hologram 을 얻는 실험에 사용한 Fresnel zone plate 는 면적이 30cmX30cm이고 두께가 2mm인 납판을 epoxy resin 을 사용해 두께 1cm인 acryl 판에 붙인 후중심원의 반경이 1.6cm이고 전체직경이 26.8cm인 Fresnel zone plate였다. 이때 전체 zone 의 수는 70 이며 외곽 zons 의 폭은 0.96mm였다. 이것을 이용하여 γ - 선과 X - 선 복사체에 대한 hologram을 얻었는데, γ - 선 복사체의 hologram 을 얻는 실험에서 γ - 선 검출판으로 의료용 X - 선 사실건판을 사용한 결과 contrast가 좋지않은 hologram을 얻었기 때문에 완전한 상재성은 하지 못했다. 이때 γ - 선 복사체로서는 $Co^{60}$ 을 사용하였으며 전체 강도는 2.5mCi 이다.
이 zone plate 를 이용하여 X - 선 복사체 및 산란된 X - 선을 이용한 hologram 작성 실험은 매우 만족스러운 것이었다. 여기서는 이러한 실험장치의 분해능에 대해 이론치와 실험치를 비교해 본 결과 잘 일치가 되었으며 대상의 tomographic image 를 볼수 있다는 것도 확인하였다. 한편 산란된 X - 선을 이용한 hologram 작성 실험 및 상재생에서도 만족스러운 결과를 얻었는데 상재생에서 X - 선 산란물체인 렌즈 holder 의 둥근 윤곽을 확실히 관찰할 수 있었다. 그렇지만 이 때의 분해능이 좋지않은 결과 상세한 세부구조는 볼 수 없었다. X - 선을 이용한 실험결과로 보아 적당한 γ - 선 검출장치만 있다면 γ - 선 복사체에 대해서도 좋은 상을 얻을 수 있을 것으로 확신한다.
