States)日本語このホームページで扱っているのは「振幅型ゾーンプレート」ですが、ここで「位相型ゾーンプレート」について簡単に説明しておきます。実は、位相型ゾーンプレートの研究開発が進むことによってゾーンプレートは将来性のある高性能の光学素子として発展しつつあります。このような位相型ゾーンプレートの作成には微細加工技術が必要なので、現在のところ、一般の写真家が簡単に自作できる物ではありません。光学素子として高性能化した結果レンズの性能にも近づいてきたので、これまで述べてきたように、「レンズで撮った写真と一味違うゾーンプレートらしい写真」が撮影できるわけでもありません。そこで、位相型ゾーンプレートを使う実際の撮影についての具体的なことではなく、位相型ゾーンプレートとはどのような光学素子であるかについて簡単な説明をすることにします。ゾーンプレートでは、回折現象を使って、被写体状の一点から出た光が撮像面上の1点で位相が同じになるようにそのパターンを決めています。この結果、光の屈折現象による収束作用を持つレンズと同様の働きをすることができるのです。具体的には、フレネル・ゾーンプレートでは、不透明のゾーンを使って、位相が反転する(位相がπ程度違う)光は遮断することで、収束点に集まる光が強くなるようにしてあります。位相がπ違う光はお互いに打ち消し合うからです。述べたように「位相」とは周期的に変化する現象が1周期の中のどの位置にあるかを表す量です上の説明から分かるように、ゾーンプレートを通過して焦点まで達すると位相がπだけ遅れてしまう筈の光は、フレネル・ゾーンプレートでは不透明ゾーンによって遮断するようにしてあります。遮断しないで通過させてゾーンプレートのところではさらにπだけ位相を遅らせてから焦点に向かうようにすることができれば、焦点に達した時に透明ゾーンを通ってきた光と同じ位相(実際は、合計で2πだけ遅れていますが、2πの整数倍だけ違っても位相は同じですから、遅れてないのと同じです)になって焦点における光の強さを強くする事に貢献します。このようにすれば、ゾーンプレート全体に入ってきた光が全て有効利用されるわけです。不透明ゾーンと透明ゾーンの数は同じか1ゾーン違うだけですから、その総面積はだいたい同じです。従って、このような位相の操作を行えば焦点に集まる光の振幅はほぼ2倍となり、光の強度はその2乗である4倍にもなります。不透明ゾーンが無くなって全てのゾーンからの光がプラスに寄与するからです。このようなゾーンプレートを「位相型ゾーンプレート」と呼びます。これと区別する必要がある時には、今まで述べてきたゾーンプレートは「振幅型ゾーンプレート」と呼びます。不要な光は、不透明ゾーンを設けることで、振幅をゼロにしてしまうからです。Woodが初めて写真撮影を行った位相型ゾーンプレートはこの型のもので、その構造から「位相反転型ゾーンプレート」と呼ばれることもあります。同一ゾーン内の違いは無視して位相の遅延が0の部分と位相の遅延がπの部分の2レベルだけから構成されているので、「2レベル(2L)位相型ゾーンプレート」と呼ばれることもあります。このように、上に説明した位相型ゾーンプレート(位相反転型ゾーンプレート)では位相の調整をゾーン単位で行っています。一つのゾーンの中では位相遅れは同一であるとしているのですが、(同じ一つのゾーンであっても中心に近い内側と中心から遠い外側では焦点までの距離が違いますから)厳密なことを言えば、同じゾーンの中でも場所によって調整すべき位相の大きさも当然違ってきます。全ての点で位相の遅れを完璧に修正できるようにすれば、焦点での明るさは最大になる筈です。