幾何光学・波動光学・レーザー光学の基礎
幾何光学で結像を中心とした基礎を、波動光学の分野で干渉・回折を、レーザー光学で量子光学を学び光学の基礎を身につける！
主催：Ｒ＆Ｄ支援センター
日時：2012年5月28日（月） 10：30〜16：30
【受講対象】
初心者で、これから光学を学ぼうとしている方と、もう一度、基礎を身につけたい方
【習得できる知識】
応用展開のひろい光学一般基礎知識
【講座の趣旨、ポイント】
幾何光学で結像を中心とした基礎を、波動光学の分野で干渉・回折を、レーザー光学で量子光学の一端を学び、光学の基礎を身につけていただく内容です。
いまさら聞きにくいことや、今後の光学を学ぶ上でのアプローチにつなげたい。
【プログラム】
１．幾何光学の基礎
1-1.反射と屈折
1-1-1.反射・屈折の法則（Ｓｎｅｌｌ’ｓ Ｌａｗ）
1-1-2.プリズムと最小偏角
1-1-3.球面の屈折と反射
1-2.近軸計算
1-2-1.近軸追跡
1-2-2.近軸追跡（手計算）
1-2-3.マトリクス光学
1-2-4.主要点
1-2-5.結像関係
1-2-6.横倍率・縦倍率・角倍率
1-2-7.ラグランジュ・ヘルムホルツの式
1-2-8近軸追跡で焦点距離を求めるには？
1-3.一般光線追跡
1-3-1.Ｓｋｅｗ光線の追跡
1-3-2.移行公式
1-3.3.光線屈折式（３次元に拡張したＳｎｅｌｌの法則）
1-3-4.Ｓｋｅｗ光線追跡（Ｄ．Ｐ．Ｆｅｄｅｒ式）
1-4.収差（Ｓｅｉｄｅｌの５収差）
1-4-1.軸上収差 球面収差・軸上色収差
1-4.2軸外収差 非点収差・像面湾曲・歪曲・コマ収差・倍率色収差
1-4-4.３次収差係数
1-4-5.アプラナティックな共役点（面）
1-4-6.正弦条件
1-4-7.ＮＡとＦｎｏ．
1-4-8.３次収差の吟味
1-4-9.非点収差の追跡公式
1-4-10.非点収差の追跡式（メリジオナル像点）
1-4-11.非点収差の追跡式（サジタル像点）
1-5.非球面
1-5-1.古典的な非球面（楕円面・双曲面・放物面）
1-5-2.共軸回転非球面
1-6.色収差
1-6-1.色収差 軸上色収差・倍率色収差
1-6-2.色消し
1-7.プラスチック光学系
1-7-1.プラスチック屈折光学系
1-7-2.プラスチック反射光学系
1-8.スポットダイヤグラム
1-8-1.スポットダイヤグラム 単一評価量・２乗平均
1-8-2.幾何光学ＯＴＦ
1-9.Ｓｃｈｅｉｍｐｆｌｕｇ光学系
1-9-1.シャインプルーフ光学系の原理
1-9-2.眼光学分野での事例
1-10.その他
1-10-1.光学系のリレー
1-10-2.有限・無限
1-10-3.広角・望遠
1-10-4.入射瞳・射出瞳（瞳近軸追跡）
1-10-5.実像・虚像（レンズ・ミラー）
1-10-6.焦点深度・被写界深度
1-10-7.設計ツール
1-10-8.収差図・光路図
1-10-9.許容差
1-10-10.光学系性能評価
1-10-11.光学系の調整方法
参考書：幾何光学を中心に、光学入門など
２．波動光学の基礎
2-1.波動
2-1-1.平面波・球面波・円筒波
2-1-2.Ｍａｘｗｅｌの方程式
2-1-3.Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚの方程式
2-1-4.近軸（Ｐａｒａｘｉａｌ）へルムホルツ方程式
2-1-5.波動方程式
2-1-6.波動の重ね合わせ
2-1-7.波の複素表示
2-2.干渉
2-2-1.光波合成の原理
2-2-2.平面波と平面波の干渉・平面波と球面波・球面波と球面波
2-2-3.波面分割法による干渉
2-2-4.振幅分割法
2-2-5.多重干渉
2-2-6.ヘテロダイン干渉計
2-2-7.干渉計と波面計測
2-2-8.マイケルソン干渉計
2-2-9.マッハツェンダー干渉計
2-2-10.反射率・透過率
2-2-11.反射防止膜
2-2-12.Ｎewton ring
2-3.回折
2-3-1.点像強度分布
2-3-2.回折積分
2-3-3.フラウンホーファー回折とエアリーディスク
2-3-4.円形開口での回折パターン
2-3-5.理想レンズのＭＴＦ：軸上・軸外
2-3-6.解像力
2-4.偏光
2-4-1.円偏光・線偏光・リターダンス・１／４波長板・１／２波長板・光アイソレータ
2-4-2.偏光子・位相版
2-4-3.複屈折
2-4-4.反射・屈折
2-4-5.フレネル係数・ブリュスター角
2-4-6.ブラッグ回折
2-5.波面収差
2-5-1.波面収差と補正量
2-5-2.波面収差
2-5-3.波面収差を横収差から求める
2-5-4.Ｚｅｒｎｉｋ多項式
2-5-5.波面収差とＺｅｒｎｉｋｅ係数
2-5-6.波面収差の多項式展開
2-5-7.波面収差と３次収差
2-5-8.波面収差と光線収差
参考書：波動光学を中心に
３．レーザー光学の基礎
3-1.物理光学・量子光学も勉強しよう（レーザー光学を中心に）
3-2.レーザービーム（ガウスビーム）
3-3.波動方程式
3-4.ガウスビーム（複素振幅）
3-5.ガウスビーム（半径と波面）
3-6.レイリー領域とビーム径
3-7.Ｍ２因子
3-8.光ファイバー
3-9.ビームエクスパンダー ケプラー型とガリレオ型
3-10.半導体レーザーの非点隔差
3-11.ビーム整形
3-12.ビームホモジナイザー
参考書：レーザー光学や量子光学の一端も
４．トピックス（眼光学を中心に）
4-1.ＯＣＴ
4-1-1.前眼部（隅角）断層像・網膜断層像・眼軸長
4-1-2.ＯＣＴの原理
4-1-3.ＯＣＴ光学系の方式
4-1-4.タイムドメイン・スペクトラルドメイン・スエプトソース
4-1-5.深さ方向解像度は波長とスペクトル幅できまる
4-1-6.高精細化へのアプローチ
4-1-7.Adaptive Optics技術の導入
4-1-8.ＡＯ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃｓ）
4-1-9.ＡＯ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃｓ）ＯＣＴ
4-1-10.ＡＯ−ＯＣＴによる個々の視細胞を見る
4-2. 眼の波面収差を測る
4-2-1.ハルトマンシャック波面センサーの原理
4-2-2.OPD−Scanの方法（ｓｋｉａｓｃｏｐｙ 検影法）方式
4-2-3.波面収差の算出
4-2-4.Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式展開
4-3.ＬＡＳＩＫ
4-3-1.レーザーを使った眼科での治療
4-3-2.エキシマレーザー角膜屈折矯正光学系
4-3-3.ＡｒＦエキシマレーザー
4-3-4.エキシマレーザーアブレーション
4-3-5.手術除去量
4-3-6.《閑話休題》角膜( Cornea )の断面
4-3-7.ＬＡＳＩＫ(レーシック）
５．まとめ
【質疑応答・名刺交換・個別相談】
