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書籍 | 光学全般

波動光学エンジニアリングの基礎
商品コード: 9784902312096

波動光学エンジニアリングの基礎

販売価格(税込) 4,730 円
ポイント: 47 Pt
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牛山善太
A5判 約300頁
2005/3/9
知識としての波動光学から実技としての波動光学へ
オプトロニクス社

概要

刊行趣旨
本書は波動光学が記されている物理のテキストとは趣を異にした、従来の光学技術者と繋がりを持ち、平易なそしてクリアな波動光学の解説を行っている。

読者対象
特に物理を専門的に学んでこなかった光学技術者・光学設計者の方々

著者紹介
1981年東京理科大学卒。光学機器メーカー勤務を経て、1991年に(株)タイコを設立。光学系設計、開発、制作、コンサルティング等を主な業務とする。現在(株)タイコ代表取締役。

目次

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※PDFファイル 約 1.4MB

第1章 波動の基本的概念

 1.1 Maxwellの方程式と波動方程式
  1.1.1 波動方程式
  1.1.2 波動の速度と誘電率、透磁率の関係
 1.2 波動の表現
  1.2.1 平面波の表現
  1.2.2 球面波
 1.3 ポインティング・ベクトルと強度
  1.3.1 ポインティング・ベクトル
  1.3.2 ポインティング・ベクトルの示す強度
 1.4 幾何光学的光線の成立
  1.4.1 アイコナール
  1.4.2 幾何光学的近似
  1.4.3 光線の成り立ち

第2章 媒質境界面での光波の振る舞い

 2.1 境界面における光の屈折法則
 2.2 フレネル反射・透過
  2.2.1 偏光の基本的な考え方
  2.2.2 s成分の反射・屈折
  2.2.3 p成分の反射・屈折
  2.2.4 強度で表す反射率と透過率
 2.3 誘電体境界面における反射
  2.3.1 誘電体境界面、n1 < n2の場合の位相とび
  2.3.2 n1>n2の場合
  2.3.3 エヴァネッセント波
 2.4 金属による反射
  2.4.1 導体中の光波の進行
  2.4.2 金属(導体)面における反射

第3章 結晶媒質中の光波の進行・媒質中での特性

 3.1 結晶中の光波の進行
  3.1.1 偏光の一般的な定式化
 3.2 等方性媒質と異方性媒質
  3.2.1 媒質の光学的分類
  3.2.2 複屈折

第4章 光の干渉

 4.1 干渉の基本的原理
  4.1.1 ベクトル的合成
  4.1.2 基本的な光波の重ね合わせ、干渉の種類
  4.1.3 定在波
  4.1.4 1点における光波の重ね合わせ
 4.2 干渉縞及び、コヒーレンシーの基本
  4.2.1 ヤングの干渉実験
  4.2.2 実際的な光源の考え方
  4.2.3 空間的コヒーレンスと時間的コヒーレンス

第5章 回折理論

 5.1 ホイヘンスの原理とフレネルの回折積分
  5.1.1 ホイヘンスの原理
  5.1.2 ホイヘンス-フレネルの回折の取り扱い
  5.1.3 フレネル・ゾーンと回折
   ・フレネル・ゾーンとは
   ・個別のゾーンによる寄与
   ・Pにおける総合的振幅
   ・フレネル回折の遮光による影響
  5.1.4 フレネル数(Fresnel-number)について
  5.1.5 平面波についてのホイヘンス-フレネルの原理
 5.2 キルヒホッフの回折積分式
  5.2.1 キルヒホッフの積分定理
  5.2.2 キルヒホッフの境界条件

第6章 フレネル回折とフラウンホーファー回折

 6.1 フレネル回折式とフラウンホーファー回折式の導出
 6.2 基本的なフラウンホーファー回折像
  6.2.1 結像光学系によるフラウンホーファー回折像
  6.2.2 矩形開口によるフラウンホーファー回折像
  6.2.3 円形開口によるフラウンホーファー回折像
 6.3 多重スリットによるフラウンホーファー回折像
  6.3.1 開口の移動によるフラウンホーファー回折像の変化
  6.3.2 複数個の同一開口によるフラウンホーファー回折像
  6.3.3 2重スリット開口によるフラウンホーファー回折像
  6.3.4 多重スリット開口によるフラウンホーファー回折像
  6.3.5 回折格子による回折像
   ・回折格子の基本式
   ・回折格子分光器の分解能
   ・ブレーズド回折格子
   ・スカラー回折理論の限界
 6.4 フレネル回折像
  6.4.1 フレネル積分
  6.4.2 エッジのフレネル回折像
  6.4.3 スリットの回折像
  6.4.4 バビネの原理
  6.4.5 ガボール型ゾーンプレートによるフレネル回折
  6.4.6 正弦波振幅格子
  6.4.7 ホログラフィの記録・再生の原理

第7章 光学系評価における回折計算

 7.1 フラウンホーファー回折から考えるOTF
  7.1.1 結像光学系の瞳関数
  7.1.2 瞳関数とOTF
 7.2 強度分布からのOTF計算の実際
  7.2.1 一般的な公式
  7.2.2 さらに実用的な回折積分式
  7.2.3 参照球面上の振幅比
 7.3 光波の平面波合成による記述
  7.3.1 光波の記述
  7.3.2 平面波スペクトル表示と回折理論の関係
  7.3.3 光学系設計・評価への応用
 7.4 広がりのある物体の結像
  7.4.1 コヒーレント結像
  7.4.2 インコヒーレント結像
  7.4.3 振幅スペクトルの伝達関数
  7.4.4 強度スペクトルの伝達関数
 7.5 光学系評価におけるレーザ光の取り扱いについて
  7.5.1 その性質
  7.5.2 モードの導出
  7.5.3 ガウスビームについて
  7.5.4 ビームウエストの結像
  7.5.5 焦点位置の移動

第8章 コヒーレンシーについて

 8.1 コヒーレンシーの表現について
  8.1.1 相互コヒーレンス
  8.1.2 準単色光
  8.1.3 等価光源
  8.1.4 照明系の収差の影響について
 8.2 部分的コヒーレント光学系の結像
  8.2.1 transmission cross - coefficientの導出
  8.2.2 部分的コヒーレント光学系のOTF
  8.2.3 部分的コヒーレントOTF計算式の解釈

付録

 付録A 誘電率eが不均一な場合のマクスウェルの方程式について
 付録B 導体中のヘルムホルツの方程式
 付録C 波面収差計算における近似の精度
 付録D 参照球面 の移動による波面収差の変化
 付録E 法線速度面と光線速度面
 付録F フレネル回折積分とフレネル数について
 付録G 顕微鏡の照明による解像力の変化
  ・臨界照明法
  ・ケラー照明法

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