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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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6

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