刊行趣旨

光学設計に必要な知識全般を学ぶことができる。
光学設計の基本となる収差、回折を考慮した波動光学的な結像などについて理解が深まる。

読者対象

「1.光学入門」レベルを終えた方が対象。
大学理系教養レベルの知識を前提に編集。

著者紹介

1983年筑波大学大学院修士課程修了。同年日本電気株式会社入社。回折光学素子、マイクロオプティックス等の研究開発に従事。1997年職業能力開発総合大学校助教授。2007年同教授。2012年4月、株式会社オプト・イーカレッジ設立社長に就任。工学博士

内容

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幾何光学の基礎
　幾何光学の基礎 1
　　フェルマの原理
　　反射・屈折の法則の証明
　　凸レンズの作用
　　凸レンズによる結像
　　実像と虚像
　　凸レンズの凹レンズの違い
　幾何光学の基礎 2
　　共役な関係
　　主要点
　　主点の求め方
　　前側焦点距離と後側焦点距離
　　像倍率
　幾何光学の基礎 3
　　絞りと瞳
　　視野絞りと口径食
　　結像の分類
　　望遠鏡系とテレセントリック系
　　近軸光線とガウス光学

結像
　結像 1
　　座標系の定義
　　主要点(焦点・主点・節点)
　　像倍率(横倍率)
　　像倍率(角倍率・縦倍率)
　　共役点の関係
　　ラグランジュの不変量
　結像 2
　　曲面の数学的な取扱い
　　ガウス光学における曲面
　　物側と像側の焦点距離の関係
　　球面による屈折
　　球面の焦点距離と像倍率
　　球面による反射
　結像 3
　　合成結像系の焦点距離
　　合成結像系の像倍率
　結像 4
　　球面レンズの焦点距離
　　薄レンズ近似
　　レンズのベンディング
　　レンズの組合せ
　結像 5
　　球面レンズによる結像
　　球面レンズの光線触れ角
　　焦点深度
　　物体深度

色収差
　色収差 1
　　色収差と単色収差
　　屈折率と波長分散
　　平均分散とアッベ数
　　分散曲線と分散式
　　光学材料のアッベ数
　　色収差
　色収差 2
　　アッベ数
　　色消しレンズ(アクロマートレンズ)
　　色消しレンズ(レンズを離した時)
　　実際の色消しレンズ


単色収差
　単色収差 1
　　波面収差と光線収差
　　波面収差
　　波面収差の表現方法
　　波面収差と光線収差の関係
　　光線収差から波面収差を求める方法
　単色収差 2
　　縦方向の焦点位置誤差
　　横方向の焦点位置誤差
　　球面収差
　　火面と最小錯乱円
　単色収差 3
　　メリジオナル面とサジタル面
　　非点収差
　　像面湾曲
　　歪曲
　単色収差 4
　　コマ
　　ザイテル収差のまとめ
　単色収差 5
　　正弦条件
　　ハーシェルの条件
　　ペッツバルの条件
　　正像条件
　　収差補正法のまとめ

波動光学の基礎
　波動光学の基礎
　　波動光学とは
　　光波の複素数表示
　　光波の強度

干渉
　干渉 1
　　平面波
　　球面波
　　コヒーレンス
　　光波の干渉
　干渉 2
　　定在波
　　平面波と平面波の干渉
　　空間周波数
　　平面波と球面波の干渉
　　球面波と球面波の干渉
　　ヤングの干渉縞
　干渉 3
　　反射防止膜
　　ホログラフィの記録原理
　　ホログラフィの再生原理
　　干渉計と波面計測
　干渉 4
　　マイケルソン干渉計
　　マッハ・ツェンダ干渉計
　　シアリング干渉計
　　フィゾー干渉計
　　ファブリ・ペロ干渉計
　干渉 5
　　位相シフト干渉計
　　ツェルニケの多項式
　　ツェルニケの多項式とザイデルの収差

フーリエ変換の光学的な意味
　フーリエ変換の光学的な意味 1
　　フーリエ級数
　　フーリエ級数の複素関数表示
　　フーリエ関数
　　代表的な関数のフーリエ変換
　　デルタ関数
　フーリエ変換の光学的な意味 2
　　時間情報と空間情報
　　平面波と平面波の干渉
　フーリエ変換の光学的な意味 3
　　ホログラフィの記録原理
　　ホログラフィの再生原理
　　干渉縞からの波面の再生
　　空間周波数と平面波の伝搬方向の関係
　　光波の時間情報と空間情報

回折
　回折 1
　　波の回り込み
　　レーザ光の回折
　　回折による拡がり
　　ホイヘンスの原理
　　回折の計算
　　回折積分
　回折 2
　　回折積分
　　フレネル回折
　　フラウンホーファ回折(I)
　　標本化定理
　回折 3
　　フラウンホーファ回折(II)
　　レンズの位相変換作用
　回折 4
　　フーリエ変換レンズ
　　空間フィルタリング
　　畳み込み
　　相関
　回折 5
　　ピンホールの回折
　　平面波の回折
　　短径開口のフラウンホーファ回折
　　円形開口のフラウンホーファ回折
　　レイリの条件
　　振幅格子の回折
　回折 6
　　アポダイゼーション
　　超解像フィルタ
　　遮光帯を用いる超解像
　　位相シフトマスク
　　ハーフトーン位相シフトマスク


波動光学的な結像
　波動光学的な結像 1
　　瞳関数
　　点像分布関数
　　伝達関数とインパルス応答
　波動光学的な結像 2
　　変調伝達関数と位相伝達関数
　　正弦波格子の位相伝達関数
　　変調伝達関数の評価基準
　波動光学的な結像 3
　　コヒーレント結像
　　インコヒーレント結像
　　波動光学的な結像のまとめ
　　アッベの結像理論
　　ストレール比
　　マレシャルの評価基準

マイクロレンズ
　マイクロレンズ 1
　　ボールレンズ
　　モールドレンズ
　　分布屈折率(GRIN)レンズ
　　ラジアルGRINレンズ(セルフォックレンズ)
　　スフェリカルGRINレンズ
　　(平板マイクロレンズ)
　　イオン交換の原理
　マイクロレンズ 2
　　フレネルレンズ
　　回折レンズ
　　レンズの明るさ
　　透過率と反射率
　　ガウシアンビームの伝搬

光学設計の基礎
　光学設計の基礎 1
　　光線追跡
　　スポットダイヤグラム
　　点像強度分布
　　波動光学的な光学系の評価
　光学設計の基礎 2
　　光路図
　　収差係数
　　ザイデルの収差光路図
　　色収差図
　　レンズ設計の流れ
　　光線追跡の手順