1 光の基本的性質
1-1 波動
1-1-1 1次元的波動
1-1-2 3次元的波動
1-2 電磁波としての光波
1-2-1 Maxwellの波動方程式
1-2-2 光速度と屈折率
1-2-3 電磁波の領域と光の領域
1-3 光波の複素振幅と強度
1-3-1 光波の複素振幅表示
1-3-2 光波の空間関数表示
1-3-3 光の強度
1-4 光の偏り
1-4-1 偏光と自然光
1-4-2 偏光の状態
1-5 演習問題
2 光の反射と屈折
2-1 反射・屈折の法則
2-2 振幅反射率と振幅透過率
2-2-1 Fresnelの公式
2-2-2 Stokesの定理
2-3 光の反射・透過に際しての強度の変化
2-3-1 強度反射率と強度透過率
2-3-2 光の反射・屈折による偏光
2-4 全反射
2-4-1 全反射における振幅反射率
2-4-2 全反射における偏光
2-4-3 全反射における表面波
2-5 演習問題
3 二光波干渉
3-1 二光波の重ね合わせ
3-1-1 干渉波の振幅および強度
3-1-2 定在波
3-2 波面分割による干渉
3-2-1 Youngの実験
3-2-2 2色光および白色光によるYoungの干渉縞
3-2-3 Michelsonの天体干渉計
3-4 演習問題
4 多光波干渉
4-1 多光波の重ね合わせ
4-2 多重スリットによる干渉
4-3 くり返し反射干渉
4-4 光学薄膜
4-4-1 干渉フィルター
4-4-2 反射防止膜
4-3 演習問題
5 回折の基礎
5-1 Huygens-Fresnelの原理
5-2 Kirchhoffの回折理論
5-2-1 Helmholtz-Kirchhoffの積分定理
5-2-2 Fesnel-Kirchhoffの回折積分
5-2-3 Babinetの原理
5-3 回折波の伝播
5-3-1 開口透過率および開口関数
5-3-2 回折の伝播距離による分類
5-3-3 回折波のFourierスペクトルの伝播
5-4 演習問題
6 Fraunhofer回折とFresnel回折
6-1 Fraunhofer回折像
6-1-1 レンズによるFraunhofer回折像の観測
6-1-2 Fraunhofer回折像の性質
6-2 種々の開口によるFraunhofer回折
6-2-1 矩形開口による回折像
6-2-2 円形開口による回折像
6-2-3 格子による回折像
6-3 Fresnel積分とFresnel回折像
6-4 輪帯板によるFresnel回折
6-4-1 Gabor型輪帯板
6-4-2 Fresnel型輪帯板
6-5 ホログラフィー
6-5-1 ホログラフィーの原理
6-5-2 ホログラフィーの特徴
6-6 演習問題
7 幾何光学による結像
7-1 幾何光学の基礎
7-1-1 幾何光学的近似
7-1-2 Malusの定理とFermatの原理
7-2 完全結像
7-2-1 結像における射影変換
7-2-2 共軸光学系による完全結像
7-3 近軸結像
7-3-1 球面による近軸結像
7-3-2 レンズによる近軸結像
7-3-3 近軸光線の追跡
7-4 光学系の絞り
7-4-1 開口絞り
7-4-2 視野絞り
7-5 演習問題
8 収差
8-1 共軸光学系の収差
8-1-1 波面収差と光線収差
8-1-2 焦点ずれによる波面収差
8-1-3 収差の展開と分類
8-2 Seidelの5収差
8-2-1 球面収集
8-2-2 コマ収差
8-2-3 非点収差および像面彎曲収差
8-2-4 歪曲収差
8-3 色収差
8-3-1 縦方向の色収差
8-3-2 横方向の色収差
8-4 収差の計算と表示
8-4-1 光線追跡による収差の計算
8-4-2 収差の表示
8-5 演習問題
9 回折と結像
9-1 点物体の結像
9-1-1 瞳関数
9-1-2 点像関数
9-1-3 光学系の分解能\r
9-2 広がりのある物体の結像
9-2-1 コヒーレント結像
9-2-2 インコヒーレント結像
9-2-3 線像およびエッジの像
9-3 Fourierスペクトルの結像
9-3-1 光学系によるFourierスペクトルの伝達
9-3-2 Optical Transfer Function(OTF)
9-3-3 格子状物体の像
9-4 空間周波数フィルタリング
9-4-1 コヒーレント光によるフィルタリング
9-4-2 インコヒーレント光によるフィルタリング
9-5 演習問題
10 光学機械
10-1 眼
10-1-1 眼の構造
10-1-2 眼の機能\r
10-2 ルーペと接眼レンズ
10-2-1 ルーペ
10-2-2 接眼レンズ
10-3 顕微鏡
10-3-1 顕微鏡光学系
10-3-2 分解能と倍率
10-3-3 照明系
10-4 望遠鏡
10-4-1 望遠鏡の光学系
10-4-2 望遠鏡の性能\r
10-4-3 反射望遠鏡
10-4-4 コリメーター
10-5 カメラ
10-5-1 写真レンズ光学系
10-5-2 像の照度
10-5-3 結像性能\r
10-6 演習問題
11 演習問題略解
1-1 波動
1-1-1 1次元的波動
1-1-2 3次元的波動
1-2 電磁波としての光波
1-2-1 Maxwellの波動方程式
1-2-2 光速度と屈折率
1-2-3 電磁波の領域と光の領域
1-3 光波の複素振幅と強度
1-3-1 光波の複素振幅表示
1-3-2 光波の空間関数表示
1-3-3 光の強度
1-4 光の偏り
1-4-1 偏光と自然光
1-4-2 偏光の状態
1-5 演習問題
2 光の反射と屈折
2-1 反射・屈折の法則
2-2 振幅反射率と振幅透過率
2-2-1 Fresnelの公式
2-2-2 Stokesの定理
2-3 光の反射・透過に際しての強度の変化
2-3-1 強度反射率と強度透過率
2-3-2 光の反射・屈折による偏光
2-4 全反射
2-4-1 全反射における振幅反射率
2-4-2 全反射における偏光
2-4-3 全反射における表面波
2-5 演習問題
3 二光波干渉
3-1 二光波の重ね合わせ
3-1-1 干渉波の振幅および強度
3-1-2 定在波
3-2 波面分割による干渉
3-2-1 Youngの実験
3-2-2 2色光および白色光によるYoungの干渉縞
3-2-3 Michelsonの天体干渉計
3-4 演習問題
4 多光波干渉
4-1 多光波の重ね合わせ
4-2 多重スリットによる干渉
4-3 くり返し反射干渉
4-4 光学薄膜
4-4-1 干渉フィルター
4-4-2 反射防止膜
4-3 演習問題
5 回折の基礎
5-1 Huygens-Fresnelの原理
5-2 Kirchhoffの回折理論
5-2-1 Helmholtz-Kirchhoffの積分定理
5-2-2 Fesnel-Kirchhoffの回折積分
5-2-3 Babinetの原理
5-3 回折波の伝播
5-3-1 開口透過率および開口関数
5-3-2 回折の伝播距離による分類
5-3-3 回折波のFourierスペクトルの伝播
5-4 演習問題
6 Fraunhofer回折とFresnel回折
6-1 Fraunhofer回折像
6-1-1 レンズによるFraunhofer回折像の観測
6-1-2 Fraunhofer回折像の性質
6-2 種々の開口によるFraunhofer回折
6-2-1 矩形開口による回折像
6-2-2 円形開口による回折像
6-2-3 格子による回折像
6-3 Fresnel積分とFresnel回折像
6-4 輪帯板によるFresnel回折
6-4-1 Gabor型輪帯板
6-4-2 Fresnel型輪帯板
6-5 ホログラフィー
6-5-1 ホログラフィーの原理
6-5-2 ホログラフィーの特徴
6-6 演習問題
7 幾何光学による結像
7-1 幾何光学の基礎
7-1-1 幾何光学的近似
7-1-2 Malusの定理とFermatの原理
7-2 完全結像
7-2-1 結像における射影変換
7-2-2 共軸光学系による完全結像
7-3 近軸結像
7-3-1 球面による近軸結像
7-3-2 レンズによる近軸結像
7-3-3 近軸光線の追跡
7-4 光学系の絞り
7-4-1 開口絞り
7-4-2 視野絞り
7-5 演習問題
8 収差
8-1 共軸光学系の収差
8-1-1 波面収差と光線収差
8-1-2 焦点ずれによる波面収差
8-1-3 収差の展開と分類
8-2 Seidelの5収差
8-2-1 球面収集
8-2-2 コマ収差
8-2-3 非点収差および像面彎曲収差
8-2-4 歪曲収差
8-3 色収差
8-3-1 縦方向の色収差
8-3-2 横方向の色収差
8-4 収差の計算と表示
8-4-1 光線追跡による収差の計算
8-4-2 収差の表示
8-5 演習問題
9 回折と結像
9-1 点物体の結像
9-1-1 瞳関数
9-1-2 点像関数
9-1-3 光学系の分解能\r
9-2 広がりのある物体の結像
9-2-1 コヒーレント結像
9-2-2 インコヒーレント結像
9-2-3 線像およびエッジの像
9-3 Fourierスペクトルの結像
9-3-1 光学系によるFourierスペクトルの伝達
9-3-2 Optical Transfer Function(OTF)
9-3-3 格子状物体の像
9-4 空間周波数フィルタリング
9-4-1 コヒーレント光によるフィルタリング
9-4-2 インコヒーレント光によるフィルタリング
9-5 演習問題
10 光学機械
10-1 眼
10-1-1 眼の構造
10-1-2 眼の機能\r
10-2 ルーペと接眼レンズ
10-2-1 ルーペ
10-2-2 接眼レンズ
10-3 顕微鏡
10-3-1 顕微鏡光学系
10-3-2 分解能と倍率
10-3-3 照明系
10-4 望遠鏡
10-4-1 望遠鏡の光学系
10-4-2 望遠鏡の性能\r
10-4-3 反射望遠鏡
10-4-4 コリメーター
10-5 カメラ
10-5-1 写真レンズ光学系
10-5-2 像の照度
10-5-3 結像性能\r
10-6 演習問題
11 演習問題略解