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書籍 | 光学素子

回折光学素子入門 増補改訂版
商品コード: 9784902312140

回折光学素子入門 増補改訂版

販売価格(税込) 4,536 円
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(社)応用物理学会
日本光学会 光設計研究グループ 監修
A5判 約300頁
2006/1/31
回折光学素子の基礎から応用まで
オプトロニクス社

概要

刊行趣旨
回折光学素子は光の回折現象を利用した光学素子で、回折格子やホログラム素子はもとより最近では新しい製法によるものも数多く出現している。本書は回折光学素子の基礎から最近話題になっているトピックスまで広い範囲をカバーし分かりやすい解説を行っている。

読者対象
回折光学素子・光学系の各分野で新たな視点から応用を開拓している研究者・技術者に最適の書。

著者紹介
光設計研究グループの活動は、研究会や国際会議の開催を中心に、学術講演会における発表支援や環境整備、光設計賞の授与、会誌の発行などを行っている。

目次

サンプルページを見る※PDFファイル 約 2.4MB


はじめに
 1. 回折光学の位置づけと名称
 2. 回折光学素子の特徴
 3. 応用の展開
 4. その後の展開 -改訂増補版の発行にあたり-
 5. まとめ
 参考文献

第1部 理論と設計手法

第1章 回折光学の基礎
 1. はじめに
 2. 回折素子の光学的基礎
  2.1 回折レンズの結像原理と基礎特性
   2.1.1 結像原理と結像特性
   2.1.2 積層化による回折効率の改善と広大域化
    (1)波長の光路長差をもつ密着積層型回折レンズによる方法
    (2)調和回折レンズの積層化による方法
   2.1.3 バイナリ光学素子の回折効率
  2.2 回折素子の光線追跡法
   2.2.1 格子方程式や位相関数を利用する方法
   2.2.2 Sweatt model を利用する方法(高屈折率法)
  2.3 収差
  2.4 周波数応答特性
 3. 応用
  3.1 光学レンズの収差補正
  3.2 ホログラムスキャナ
  3.3 光ピックアップ用
  3.4 光情報処理用
  3.5 コンタクトレンズ
  3.6 その他
 4. おわりに
 参考文献

第2章 回折光学素子の幾何光学
 1. はじめに
 2. 薄型回折素子の機能
  2.1 回折格子の基本的性質
  2.2 光路差関数
  2.3 薄型回折素子の屈折率と分散
 3. 光線追跡
  3.1 屈折の法則の一般化
  3.2 近軸追跡
  3.3 非点光束追跡
 4. ブレーズ型回折素子と回折効率
  4.1 ブレーズ型回折素子
  4.2 微小プリズムの積層化
  4.3 積層プリズム内部での波面
 5. 高屈折率法
  5.1 ブレーズ型素子の極限
  5.2 屈折の法則
 6. おわりに
 参考文献

第3章 回折光学系設計の実際
 1. はじめに
 2. 回折光学素子の設計法
 3. 回折光学素子による色収差補正
 4. 形状変換
 5. 結像性能の評価計算
 6. おわりに
 参考文献

第4章 高屈折率法による設計
 1. はじめに
 2. 高屈折率法の屈折率
 3. 回折格子
 4. レンズ
 5. 光ディスク用対物レンズ1
 6. 光ディスク用対物レンズ2
 7. 望遠レンズ1
 8. 望遠レンズ2
 9. トリプレット1
 10. トリプレット2
 11. まとめ
 参考文献

第5章 レリーフ型回折光学素子の回折効率
 1. はじめに
 2. スカラー回折理論による薄いグレーティングの回折効率
  2.1 計算手法
  2.2 計算結果
 3. ベクトル回折理論による各種グレーティングの回折効率
  3.1 解析モデル
  3.2 計算結果
   3.2.1 透過型・反射型ブレーズ化グレーティングにおける周期依存性
   3.2.2 透過型・反射型ブレーズ化グレーティングにおける入射角依存性
   3.2.3 透過型バイナリ/マルチレベルグレーティングにおける周期依存性
   3.2.4 高屈折率8レベルグレーティングにおける周期依存性
   3.2.5 透過型ブレーズ化グレーティングにおけるブレーズ角依存性
   3.2.6 透過型ブレーズ化グレーティングにおける入射方向依存性
   3.2.7 グレーティング構造の最適化
 4. まとめ
 参考文献

第6章 時間領域差分(FDTD)法による回折光学素子の解析
 1. はじめに
 2. 回折問題の定義
 3. FDTD法の適用
  3.1 FDTD法の原理
  3.2 初期条件
  3.3 境界条件
   3.3.1 z方向
   3.3.2 x方向
  3.4 計算の終わり
 4. 回折効率の計算
 5. 計算例と結果
 6. まとめ
 参考文献

第7章 CODE Vにおける回折光学系の取扱い
 1. はじめに
 2. CODE VでのDOEのモデリング
 3. DOEの製造
 4. 体積型HOEの回折効率
 5. DOEの自動設計
 6. DOEの評価
 7. 具体例
  7.1 レーザスキャナー光学系
  7.2 2焦点対物レンズ(DVD)
  7.3 ガウシアン/フラットトップ変換光学系
 8. おわりに
 参考文献

第2部 レンズ系への応用

第1章 光ディスク用色収差補正レンズ
 1. はじめに
 2. 光ディスク用レンズの色収差補正の必要性
 3. 回折による色収差補正
 4. 回折色補正レンズの設計
 5. 回折色補正レンズの加工
 6. まとめ
 参考文献

第2章 光ディスク回折素子一体型レンズ
 1. はじめに
 2. 回折格子一体型コリメートレンズ
  2.1 回折格子の溝形状の設計
  2.2 レンズの試作
 3. CD,DVD互換 2焦点対物レンズ
  3.1 レンズ設計
  3.2 レンズの加工法
  3.3 評価
 4. まとめ
 参考文献

 第3章 DVD用 2焦点ピックアップ
 1. はじめに
  1.1 DVD
  1.2 光スポットの微小化
  1.3 基材厚 0.6mm
  1.4 CDとの互換
 2. DVD用 2焦点ピックアップの構成
  2.1 二つの焦点
  2.2 ホログラムの回折光
  2.3 ホログラムによる光波面変換
  2.4 ホログラムの凹レンズ作用
  2.5 光量
 3. DVD用 2焦点ピックアップの特性
  3.1 色収差、平板ホログラムの組立許容誤差
  3.2 コマ収差の影響
  3.3 レンズ表面へのホログラム一体化
  3.4 ホログラム一体ガラス成形レンズ
 4. 実験結果
 5. あとがき
 参考文献

第4章 2波長回折型DVD/CD互換レンズ
 1. はじめに
 2. 設計例
 3. 球面収差補正
  3.1 回折による収差補正と光利用効率
  3.2 2波長による球面収差補正
 4. DVD専用領域
  4.1 球面収差補正と温度特性
  4.2 開口制限機能
 5. まとめ
 参考文献

第5章 白色光積層型回折光学素子
 1. はじめに
 2. レンズとしての回折光学素子
  2.1 逆分散特性(色消し作用)
  2.2 撮影レンズと回折効率
 3. 単層型回折光学素子
  3.1 回折効率
 4. 積層型回折光学素子
  4.1 回折効率
  4.2 素子構造の特徴
  4.3 格子材料の選択範囲
  4.4 回折効率の角度特性
 5. 3積層型回折光学素子
  5.1 3積層型回折光学素子の構成
  5.2 回折効率の角度特性
 6. 応用光学系
 7. まとめ
 参考文献

第6章 密着複層型PF(位相フレネル)レンズ
 1. はじめに
 2. 回折光学素子(DOE)の可能性
  2.1 コンテンポラリーな光設計/回折光学素子
  2.2 位相型回折格子
  2.3 位相フレネルレンズ
 3. 回折光学素子(DOB)の光学設計上の特性
 4. 密着複層型PF(位相フレネル)レンズの開発
  4.1 格子の基本構成/フレアの対策
  4.2 密着複層型PFレンズの製作
  4.3 製作誤差感度検討
 5. 応用光学系の設計
  5.1 デジタルカメラ用テレコンバータレンズ
  5.2 実際の光学設計プロセス
  5.3 最終設計解
 6. 光学系試作と評価
  6.1 PFレンズ試作
  6.2 試作品の実写画像、光学品質評価結果
  6.3 試作まとめと今後の展望
   6.3.1 試作まとめ
   6.3.2 今後の展望
 7. おわりに
 参考文献

第7章 赤外用回折型Siマイクロレンズ
 1. はじめに
 2. マルチレベル回折光学素子の回折効率
  2.1 解析モデル
  2.2 計算結果
 3. 回折型Siマイクロレンズの構造と作製
  3.1 構造と最適溝深さ
  3.2 作製
 4. おわりに
 参考文献

第8章 ウェアラブルディスプレイ用回折光学素子
 1. はじめに
 2. 体積位相型回折光学素子の基本特性
 3. ウェアラブルディスプレイへの応用
  3.1 基本構成
  3.2 HOEの設計
   3.2.1 基本的な設計手順
   3.2.2 HOEの位相関数を直接定義する方法
   3.2.3 HOEの位相関数を製造光学系によって定義する方法
   3.2.4 再生波長の影響
   3.2.5 製造光学系の設計例
   3.2.6 色収差補正
 4. カラーHOEの試作
 5. まとめ
 参考文献

第3部 機能素子としての応用

第1章 偏光性ホログラム光学素子と光磁気ディスクヘッドへの応用
 1. はじめに
 2. LiNbO を用いた偏光性回折素子
  2.1 素子の構成と原理
  2.2 素子の製作手順
  2.3 素子の特性
 3. 光磁気ディスクヘッドへの応用
  3.1 偏光性ホログラム光学素子の構成と作用
  3.2 光磁気ディスクヘッドの特性
 4. おわりに
 参考文献

第2章 有機材料を用いた偏光性回折光学素子
 1. はじめに
 2. 高分子液晶を用いた偏光性回折光学素子
  2.1 高分子液晶
   (a)主鎖型高分子液晶
   (b)測鎖型高分子液晶
   (c)複合型高分子液晶
  2.2 基本素子構成例
  2.3 素子の機能
  2.4 素子の作製例
   2.4.1 電界印加方式
   2.4.2 選択露光方式
  2.5 素子の特性例
 3. 応用例
  3.1 光ピックアップ用偏光ホログラム
  3.2 回折型偏光子
 4. おわりに
 5.参考文献

第3章 レーザー加工への回折光学素子の応用
 1. はじめに
 2. 回折光学素子に対する要求
 3. 回折光学素子の設計
 4. 回折光学素子の製作
 5. 使用上の留意点
  5.1 位置合わせ
  5.2 高次回折光
  5.3 0次ビーム
 6. レーザー加工への応用事例
  6.1 回折ビ-ムアレイを用いたSiウェハのレーザー孔明け
  6.2 ベッセルビームを用いた金属薄膜のレーザー孔明け
  6.3 超短パルスレーザーを用いる加工
 7. おわりに
 参考文献

第4章 プロジェクター用ホログラム素子
 1. はじめに
 2. ホログラムカラーフィルターについて
  (1)分光機能
  (2)集光機能
  (3)偏光機能
  (4)波長及び角度選択性
 3. ホログラムカラーフィルターの製造
  3.1 ホログラムカラーフィルターの仕様
  3.2 ホログラムカラーフィルターの製造工程
   3.2.1 ホログラムの設計
   3.2.2 振幅型バイナリーホログラムマスターの作製
   3.2.3 位相型体積ホログラムマスターの作製
   3.2.4 ホログラムカラーフィルターの量産
 4. ホログラムカラーフィルターの光学特性
 5. ホログラムカラーフィルターを搭載したプロジェクターの特性
 6. 今後の課題及びまとめ
 参考文献

第5章 高効率回折型マイクロチョッパと赤外線センサへの応用
 1. はじめに
 2. 回折型マイクロチョッパの構造と動作原理
 3. 回折型マイクロチョッパの光学特性解析
 4. 回折型マイクロチョッパの仕様と作製
 5. 回折型マイクロチョッパの変調特性測定
 6. 全回折型のマイクロ赤外線センサ
 7. おわりに
 参考文献

第4部 拡張された回折光学素子

第1章 SWSとその光学素子への応用
 1. はじめに
 2. 有効屈折率と構造複屈折
 3. 微細構造を利用した光学素子
  3.1 高効率な回折格子
  3.2 反射防止と構造
  3.3 偏光素子
  3.4 共鳴格子
 4. SWSの作製方法
 参考文献

第2章 回折光学から周期構造の光学へ -フォトニック結晶入門-
 1. 回折光学素子からフォトニック結晶へ
 2. 多光束干渉による3次元フォトニック結晶の形成
 3. 3次元フォトニック結晶の等価屈折率法による解析
 4. まとめ
 参考文献

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