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光学基礎
システム工学群専門基礎講義 2013/04-‐2013/06
高知工科大学 システム工学群2年1Q
専門基礎科目
小林弘和/野中弘二
1年科目から移動 少人数教育
6月3日本テスト
講義内容
1. 光の性質:光波、光線、光子 進む向き(屈折/反射)、エネルギー、パワー
2. 幾何光学(光線光学): 光波の進む向きをベクトルと行列で簡単に扱う
3. 波動光学: 波として取り扱う現象 (回折、波束、反射率、干渉、偏光)
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平行平板の干渉
振幅反射率 (垂直入射時)
① 屈折率の考慮 ②振幅反射率の符号 の考慮 強め合い 弱め合い
平行平板への斜め入射
強め合い 弱め合い
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3
振幅反射率・強度反射率・ブリュースタ角
偏光方向による光の反射の仕方
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講義の進め方:ずれた波の干渉
1. 波長のずれ
2. 伝搬方向のずれ
3. 伝搬時間のずれ
4. 電場ベクトルのずれ
うなり・波連・位相速度・群速度(P129~P132)
ヤングの干渉(P152~P159)
平行平板の干渉・等厚干渉(P159~P163)
フレネルの公式(P132~P140) 偏光(P142~P151)
垂直・水平偏光のジョーンズベクトル
垂直偏光
水平偏光
ジョーンズ ベクトル
ジョーンズ ベクトル
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5
直線偏光のジョーンズベクトル
直交する二つの光の位相,強度で様々な偏光状態の光波合成
• 直線偏光
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円偏光
右回り円偏光 左回り円偏光
円偏光
右回り円偏光
左回り円偏光
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7
左回り円偏光の成分分解
水平成分
垂直成分 左回り円偏光
円偏光のジョーンズベクトル
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8
直交する二つの光の位相,強度で様々な偏光状態の光波合成
• 円偏光
楕円偏光のジョーンズベクトル
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9
直交する二つの光の位相,強度で様々な偏光状態の光波合成
• 楕円偏光
直線偏光板の透過強度
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ジョーンズ行列:偏光子
ジョーンズ行列:偏光の変化を表わす作用行列
偏光子
水平配置 垂直配置
水平成分
垂直成分
ジョーンズ行列:位相子
位相子
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ジョーンズ行列:旋光子と傾けた位相子
旋光子
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