内容

目次

1．光学の基礎事項 1.1　屈折率に関連する事項 　1.1.1　屈折率とスネルの法則 　1.1.2　全反射 　1.1.3　光路長とフェルマーの原理 　1.1.4　分散：屈折率の波長依存性 1.2　光の波動的性質 　1.2.1　光の波動的記述 　1.2.2　フレネルの公式 　1.2.3　ブルースターの法則 1.3　球面光学系による結像作用 　1.3.1　薄肉レンズによる結像特性 　1.3.2　結像と光路長の関係 　1.3.3　厚肉レンズによる結像特性 　1.3.4　球面反射鏡による結像特性 1.4　光学系での諸概念 　1.4.1　絞りと瞳 　1.4.2　光学系の明るさ表示 　1.4.3　焦点深度 1.5　収差 　1.5.1　単色収差 　1.5.2　単色収差の軽減・除去方法 　1.5.3　色収差 1.6　干渉と回折 　1.6.1　干渉 　1.6.2　回折 1.7　偏光の分類 　1.7.1　完全偏光と非偏光 　1.7.2　偏光の形状 1.8　偏光が関連する現象 　1.8.1　複屈折 　1.8.2　旋光性 　1.8.3　二色性 2．光路の制御 2.1　光路の向き変更 　2.1.1　平面鏡による光路の向きの変更 　2.1.2　光路の向きを90○変える方法 　2.1.3　光路の向きを180○変える方法 　2.1.4　再帰性反射：光を元の経路に戻す方法 　2.1.5　光路を任意に変える方法 2.2　光路の平行移動 　2.2.1　平行移動量が大きい場合 　2.2.2　平行移動量が微小な場合 2.3　光の通過領域の制限 2.4　光の一方向通過・逆方向遮断 　2.4.1　光アイソレータ①：４分の１波長板の利用 　2.4.2　光アイソレータ②：ファラデー回転子の利用 2.5　光路長の変更 　2.5.1　単純な光路長の変化 　2.5.2　その他の光路長の変化方法 3．光の集束と結像作用 3.1　基本的な結像素子 　3.1.1　球面レンズ 　3.1.2　球面反射鏡 3.2　収差を除去した結像素子 　3.2.1　非球面レンズ 　3.2.2　非球面反射鏡（無収差反射鏡） 　3.2.3　色消しレンズ：色収差の補正 3.3　方向により集束作用が異なる結像素子 　3.3.1　アナモルフィック光学系 　3.3.2　シリンドリカルレンズ 　3.3.3　トロイダルレンズ 　3.3.4　アナモルフィックプリズム 　3.3.5　fiレンズ 3.4　球面をもたない屈折型結像素子 　3.4.1　フレネルレンズ 　3.4.2　分布屈折率（GRIN）レンズ 3.5　回折を利用する結像素子 　3.5.1　球面レンズの位相変換作用 　3.5.2　回折光学素子 　3.5.3　ホログラム 3.6　結像作用の比較とハイブリッド結像素子 　3.6.1　結像作用の比較 　3.6.2　ハイブリッド結像素子 4．像の転送と反転 4.1　プリズムによる像の正立転送 　4.1.1　ペンタプリズム 　4.1.2　菱形プリズム 4.2　屋根型鏡・プリズムによる像変換 4.3　プリズムによる像反転系 　4.3.1　アミチプリズム 　4.3.2　ダブプリズム 　4.3.3　ペンタダハプリズム 　4.3.4　シュミットプリズム 　4.3.5　ポロプリズム 　4.3.6　像反転系の利用例 4.4　その他の像転送方法 　4.4.1　リレー光学系 　4.4.2　バンドルファイバ 　4.4.3　GRINレンズアレー 5．光の分波と合波 5.1　光の分波と合波（1×2） 　5.1.1　ビームスプリッタ 　5.1.2　偏光ビームスプリッタ 　5.1.3　光カプラ 5.2　光の波長による2分波と合波 　5.2.1　ダイクロイックミラー・プリズム：波長分離素子 　5.2.2　波長分離カプラ 5.3　波長選択素子 　5.3.1　分散プリズム 　5.3.2　回折格子 　5.3.3　ファブリ-ペロー干渉素子 　5.3.4　色消しプリズムと直視プリズム 6．光の透過率と反射率の制御 6.1　光学フィルタの分類 6.2　透過率の減少（波長無依存） 6.3　吸収型フィルタによる透過率の制御 　6.3.1　シャープカットフィルタ 　6.3.2　色温度変換フィルタ 　6.3.3　色補正フィルタ 6.4　干渉型フィルタによる透過率の制御 　6.4.1　バンドパスフィルタ 　6.4.2　ダイクロイックフィルタ 　6.4.3　ノッチフィルタ 6.5　反射率の制御 　6.5.1　反射防止膜 　6.5.2　増反射膜 6.6　偏光による透過率の制御 　6.6.1　偏光フィルタ 　6.6.2　ブルースター窓 7．分解能 7.1　光学系の分解能 　7.1.1　円形開口からの回折 　7.1.2　レイリーの分解能 　7.1.3　スリットからの回折による分解能 7.2　光学素子の分解能 　7.2.1　プリズムの分解能 　7.2.2　回折格子の分解能 　7.2.3　ファブリ-ペロー干渉素子の分解能 　7.2.4　光学素子における分解能の比較 7.3　眼の分解能 7.4　光学機器の分解能 　7.4.1　望遠鏡の分解能 　7.4.2　顕微鏡の分解能と油浸法 8．偏光と位相制御 8.1　直線偏光子：複屈折を利用して直線偏光を取り出す 　8.1.1　グラン-トムソンプリズム 　8.1.2　グラン-フーコープリズム 　8.1.3　グラン-テイラープリズム 　8.1.4　ローションプリズム 　8.1.5　ウォラストンプリズム 8.2　その他の偏光子 　8.2.1　ワイヤーグリッド偏光子 　8.2.2　二色性偏光子 　8.2.3　偏光フィルム 　8.2.4　薄膜偏光子：ブルースター角を利用する直線偏光子 　8.2.5　円偏光子：円偏光を取り出す 8.3　波長板：直交成分間に一定の位相差を与える 　8.3.1　半波長板 　8.3.2　４分の１波長板 　8.3.3　色消し波長板：波長依存性を抑えた波長板 8.4　位相補償板：直交成分間に任意の位相差を与える 8.5　デポラライザ：偏光状態をなくす 9．レーザビームの制御 9.1　レーザビームの特徴と留意点 　9.1.1　円形ガウスビーム 　9.1.2　楕円ガウスビーム 9.2　ビームスポットの径や形状の変換 　9.2.1　結像光学系によるビーム径の変換 　9.2.2　平行ビームでの径変換 　9.2.3　ビーム形状の変換 9.3　レーザビームにおける焦点深度 9.4　ビーム整形素子 　9.4.1　静的ビーム整形 　9.4.2　ビームホモジナイザ：ビーム断面の形状と分布の能動的制御 9.5　ビーム断面の光強度分布均一化 　9.5.1　フライアイレンズ 　9.5.2　カライドスコープ 　9.5.3　その他の方法と応用例 9.6　レーザビームの偏向と走査 　9.6.1　ガルバノミラーによる偏向と走査 　9.6.2　回転多面鏡による偏向と走査 　9.6.3　光MEMSによるスキャナ 　9.6.4　音響光学偏向器 9.7　レーザ用導光路 　9.7.1　平面反射鏡を用いた導光路 　9.7.2　光ファイバ導光路 10．光学系の調整 10.1　光学系の構成準備 10.2　光学系調整用の機器 10.3　光学系の調整作業 　10.3.1　可視光の場合の調整方法 　10.3.2　光源が可視光でない場合の調整方法 　10.3.3　光ビームの微小箇所への集光方法 　10.3.4　光ビーム調整作業での留意点 　10.3.5　アッベの原理：移動測定での測定誤差 10.4　光学素子を取り扱う上での注意点 11．光学材料 11.1　光学材料選択上の一般的留意点 11.2　可視域用の光学ガラスの屈折率とアッベ数 　11.2.1　屈折率 　11.2.2　アッベ数 　11.2.3　屈折率とアッベ数のデータ 11.3　各種光学材料の特性 　11.3.1　可視域の光学材料 　11.3.2　赤外域の光学材料 　11.3.3　紫外域の光学材料 　11.3.4　光学プラスチック 　11.3.5　レーザ用光学材料 11.4　複屈折物質 　11.4.1　一軸結晶 　11.4.2　二軸結晶 付録 A.　再帰性反射の原理の3次元での証明 B.　屋根型鏡・プリズムでの入・出射光線の方向の関係 参考図書 索引