科学技術と共に歩む

目次
1　光の基礎的性質
1.1　電磁波の分類　1
1.2　光波の表示法　3
1.2.1　平面波の性質　4
1.2.2　平面波の複素表示　8
1.2.3　波動方程式と球面波　10
1.3　偏光　12
1.3.1　偏光状態　12
1.3.2　偏光のベクトル表示　15
1.3.3　偏光素子　17
1.4　屈折率と光波　20
1.4.1　位相速度と光路長　20
1.4.2　反射と屈折　22
1.4.3　全反射　27
1.4.4　吸収　28
1.4.5　分散　29
1.5　結像素子　30
1.5.1　結像レンズ　30
1.5.2　レンズの明るさ　35
演習問題　36
2　光波の干渉
2.1　２光波干渉　37
2.1.1　２光波の重ね合わせ　37
2.1.2　光路長差による干渉　39
2.1.3　周波数差による干渉　42
2.1.4　干渉パターン　43
2.1.5　定在波　45
2.2　干渉条件　47
2.2.1　２波長光波の干渉　47
2.2.2　ヤングの干渉実験　48
2.2.3　光波の分割　50
2.3　多光波干渉　52
2.4　干渉素子　56
2.4.1　干渉分光素子　56
2.4.2　干渉フィルタ　58
2.4.3　反射防止膜　59
演習問題　60
3　光波の伝搬
3.1　回折現象の近似表示　61
3.1.1　回折現象　61
3.1.2　フラウンホーファー回折　65
3.1.3　フレネル回折　66
3.2　振幅変調による光波の伝搬　67
3.2.1　矩形開口　67
3.2.2　円形開口　70
3.2.3　正弦波振幅格子　72
3.2.4　矩形波振幅格子　74
3.3　位相変調による光波の伝搬　78
3.3.1　レンズと位相変調関数　78
3.3.2　レンズによるフラウンホーファー変換作用　80
3.3.3　レンズによる結像作用　83
3.3.4　正弦波位相格子による変調　84
3.4　光波の記録と再生　87
3.4.1　インラインホログラフィー法　88
3.4.2　オフアクシスホログラフィー法　91
3.4.3　ホログラフィー干渉法　94
演習問題　97
4　光波の可干渉性
4.1　多色光の表示法　98
4.2　時間コヒーレンス　102
4.2.1　多色光の合成波　102
4.2.2　スペクトルと波連　105
4.2.3　白色光の干渉　111
4.3　空間コヒーレンス　113
4.3.1　ランダム微小光源からの光波　114
4.3.2　可干渉領域　118
4.4　強度相関（コヒーレンス度）　121
演習問題　124
5　線形光学システム
5.1　フーリエ変換の性質　125
5.1.1　周期関数と非周期関数　126
5.1.2　基本的関数の性質とフーリエ変換　128
5.1.3　フーリエ変換の具体例　131
5.2　光学システムの基本特性　133
5.2.1　線形性と移動不変性　134
5.2.2　空間領域での応答特性　135
5.2.3　スペクトル領域での応答特性　137
5.3　光学システムの空間周波数特性　140
5.3.1　コヒーレント伝達関数　140
5.3.2　インコヒーレント伝達関数　142
5.3.3　変調伝達関数　144
5.4　画像の劣化と評価　147
5.4.1　ひとみ関数と解像力　148
5.4.2　焦点はずれと焦点深度　152
演習問題　154
6　光情報処理
6.1　空間周波数フィルタリングの基本構成　155
6.2　画像の復元・修正　158
6.2.1　帯域制限フィルタ　159
6.2.2　微分フィルタ　160
6.2.3　復元フィルタ　162
6.3　画像の認識　164
6.3.1　インバースフィルタ法　164
6.3.2　マッチトフィルタ法　166
6.3.3　結合相関演算法　168
6.4　空間光変調素子　171
6.4.1　銀塩感光材料　171
6.4.2　電気光学材料　173
演習問題　179
7　画像情報のディジタル処理
7.1　画像のディジタル化　180
7.1.1　標本化　181
7.1.2　量子化　183
7.1.3　画像の行列表現とベクトル表現　185
7.2　離散画像の線形変換　186
7.2.1　離散たたみ込み演算　186
7.2.2　離散フーリエ変換　193
7.3　計算機ホログラム　196
7.4　画像の復元　201
7.4.1　ウィナーフィルタ　202
7.4.2　一般逆フィルタ　204
7.4.3　反復法　206
7.5　画像の認識　211
演習問題　212
参考文献…213
演習問題解答…214
索引…223