材料・化学系技術者のための光学入門

化学系学生や材料開発に携わる技術者のための入門書．数学や電磁気学の基礎からていねいに解説

【略目次】
第1章　ベクトル解析
ベクトルとスカラーの違い
スカラー積の導入
ベクトル積の導入
ベクトル場の流出量と流入量
偏微分とは
全微分とは
スカラー場の勾配を表す偏微分
ベクトル場のわき出しを表す偏微分
ベクトル場の回転を表す偏微分
線積分
ガウスの定理
ストークスの定理
第2章　マックスウェル方程式からの波動方程式の導出
マックスウェル方程式と波動方程式の導出
波動方程式の解
光波の複素数表示
第3章　光波の基礎事項
電磁波の波長
光波の基本パラメーター
波数ベクトルと電場および磁場の向き
横波
電場と磁場のエネルギー
ポインティングベクトル
光の強度
第4章　屈折率の異方性をどのように表すか
誘電率テンソル
固有偏光とフレネルの方程式
1軸結晶の光学的性質
波面法線ベクトルと光線ベクトルが光学軸となす角度の関係
2軸結晶の光学的性質
2軸結晶における光学軸
屈折率楕円体
第5章　物質と光の相互作用
物質と光の関わり
物質の色
光による物質の分極
光の吸収と屈折
ローレンツの局所電場
クラジウス-モソッティの式
低分子・高分子の屈折率予測
物質の屈折率予測
屈折率の高い高分子材料
屈折率の低い高分子材料
分子配向と屈折率の関係
膜厚方向の分極処理による屈折率制御
第6章　偏光
直線偏光
円偏光
楕円偏光
楕円偏光の標準型への変形
第7章　ベクトルによる偏光の記述
ジョーンズベクトル
ジョーンズ行列
ストークス・パラメーター
ストークス・パラメーターとポアンカレ球
第8章　反射と屈折
反射の法則
スネルの法則
反射と屈折の波動論
フレネルの公式
ブリュスターの法則
反射率と透過率
第9章　光ファイバー，光導波路の基礎
ファイバー光学
伝搬可能なモード数とカットオフ波長
ファイバー通信技術
パルスの広がり
グレーテッド型屈折率分布
材料分散
光導波路
第10章　波動の重ね合わせの原理
干渉
ヤングの実験
位相と位相速度
うねり
位相速度と群速度
第11章　回折
ホイヘンスの原理
球面波
回折
第12章　散乱
レイリー散乱
ミー散乱
第13章　結像光学
フェルマーの原理
単一球面での屈折による結像その1
単一球面での屈折による結像その2
光線追跡法
収差