光教育/技術指導/設計 since 2012

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1. ソフトウェアの使い方(全くの初心者を対象として詳細に説明します)
2. 平行平板:材料の設定、屈折の法則
3. 平面鏡:反射面の設定、反射の法則
4. 直角プリズム:全反射の設定、プリズム構造
5. 単レンズ:カタログ品、焦点距離の設定、無限系、有限系
6. 色消しレンズ:ダブレットの設計、アクロマートの設計、アポクロマートの評価、色収差図(軸上/倍率)
7. 収差:横収差図(コマ/歪曲)、縦収差図(球面収差/非点収差/像面湾曲)、歪曲グリッド図、光路差図、結像シミュレーション
8. MTFの評価:スポットダイヤグラム、MTFの計算方法
9. マイクロレンズ:ボールレンズ、フレネルレンズ、レーザー光学系の基礎、ビームスポット径評価
10. 回折実験:回折格子、シミュレーション
11. 偏光実験:偏光子、波長板、直線偏光、円偏光
12. 測色実験:混色表現

  • 指定の教育用ソフトウェア(無料)をインストールしたノートパソコンを持参してもらいます。

中学校の理科および高等学校2年までの数学の知識を前提に、全くの初心者を対象に、幾何光学と波動光学の基礎から応用まで要点を効率よく解説します。これまで、演習を交え 2日で実施していた内容を分け、講義のみのコースとしました。この講座を受講すると、光検定ブロンズレベルの知識が身に付きます。

1. 光の基礎:幾何光学/波動光学、光と電磁波、等速円運動と単振動、位相と振幅、光と電波、反射/屈折の法則、全反射、光ファイバ、屈折率、光の直進性、フェルマの原理、光の伝搬と波面
2. 幾何光学の基礎:座標系、光軸と主光線、凸レンズ、レンズの公式、実像と虚像、凹レンズ、共役な関係、距離の表し方、主要点(焦点・主点・節点)、フロント/バックフォーカス、像倍率、被写界深度、画角、絞りと瞳、視野絞りと口径食、レンズの明るさ、近軸光線とガウス光学、球面レンズの焦点距離、レンズのベンディング、レンズの組合せ、身近な光学系(眼・望遠鏡・顕微鏡・プロジェクタ・カメラ)、プリズム、レンズの光線触れ角、光線行列
3. 収差の基礎:色収差と単色収差、波長分散、平均分散とアッベ数、分散式、軸上色収差と倍率色収差、色消しレンズ(アクロマート/アポクロマート)、波面収差と光線収差、ザイデルの収差、放物面鏡、反射式望遠鏡、反射屈折式望遠鏡
4. 干渉の基礎:波のエネルギー、光の強度、ホイヘンスの原理、干渉とは、反射による位相の変化、薄膜による干渉、透過率と反射率、反射防止膜、くさび型空気層の干渉、ニュートンリング、マイケルソン干渉計、波面計測、マッハツェンダ干渉計、半導体レーザーの発光原理
5. 回折の基礎:回折とは、回折による拡がり、ヤングの実験、スリットの回折、回折格子、回折の計算、ガウシアンビームの伝搬、位相シフトマスク、円形開口の回折、光学的なフーリエ変換の考え方、レンズのフーリエ変換機能、インパルス応答、光学伝達関数、MTF
6. 偏光の基礎:偏光とは、偏光の種類(直線/円/楕円偏光)、ブリュースター角、偏光子、波長板、旋光子、光アイソレータ、複屈折
7. 分散・散乱・吸収:虹、波長多重とスキュー、ハイブリッドレンズ、レイリ散乱、ミー散乱、水の吸収
8. 測光・測色:放射量と測光量、視感度、光度と輝度、三原色、視細胞、顕色系と混色系、色温度

光設計詳解基礎

光基礎(ブロンズ検定教材)

中学校の理科および高等学校2年までの数学の知識を前提に、全くの初心者を対象に、幾何光学と波動光学の基礎から応用まで要点を効率よく解説します。補助教材として、無料の教育用ソフトウェアを用い、わかりやすく解説します。この講座を受講すると、光検定フォトおよびブロンズレベルの知識が身に付きます。
1. 光の基礎:幾何光学/波動光学、光と電磁波、等速円運動と単振動、位相と振幅、光と電波、反射/屈折の法則、全反射、光ファイバ、屈折率、光の直進性、フェルマの原理、光の伝搬と波面
2. 幾何光学の基礎:座標系、光軸と主光線、凸レンズ、レンズの公式、実像と虚像、凹レンズ、共役な関係、距離の表し方、主要点(焦点・主点・節点)、フロント/バックフォーカス、像倍率、被写界深度、画角、絞りと瞳、視野絞りと口径食、レンズの明るさ、近軸光線とガウス光学、球面レンズの焦点距離、レンズのベンディング、レンズの組合せ、身近な光学系(眼・望遠鏡・顕微鏡・プロジェクタ・カメラ)、プリズム、レンズの光線触れ角、光線行列
3. 演習(光設計ソフトウェアの使い方):ソフトウェアの使い方、カタログレンズの評価
4. 収差の基礎:色収差と単色収差、波長分散、平均分散とアッベ数、分散式、軸上色収差と倍率色収差、色消しレンズ(アクロマート/アポクロマート)、波面収差と光線収差、ザイデルの収差、放物面鏡、反射式望遠鏡、反射屈折式望遠鏡
5. 収差の演習:光路図の見方、レンズのベンディング、ザイデルの収差の概要
6. 干渉の基礎:波のエネルギー、光の強度、ホイヘンスの原理、干渉とは、反射による位相の変化、薄膜による干渉、透過率と反射率、反射防止膜、くさび型空気層の干渉、ニュートンリング、マイケルソン干渉計、波面計測、マッハツェンダ干渉計、半導体レーザーの発光原理
7. 回折の基礎:回折とは、回折による拡がり、ヤングの実験、スリットの回折、回折格子、回折の計算、ガウシアンビームの伝搬、位相シフトマスク、円形開口の回折、光学的なフーリエ変換の考え方、レンズのフーリエ変換機能、インパルス応答、光学伝達関数、MTF
8. 演習(スポットダイヤグラム・MTF)
9. 偏光の基礎:偏光とは、偏光の種類(直線/円/楕円偏光)、ブリュースター角、偏光子、波長板、旋光子、光アイソレータ、複屈折
10. 分散・散乱・吸収・測色:虹、波長多重とスキュー、ハイブリッドレンズ、レイリ散乱、ミー散乱、水の吸収、三原色、視細胞、顕色系と混色系、色温度
11. レンズ:ボールレンズ、研磨と研削、モールドレンズ、GRINレンズ、フレネルレンズ、回折レンズ

光設計基礎

1. ソフトウェアの使い方:(全くの初心者を対象として詳細に説明します)
2. 平行平板:材料の設定、屈折の法則
3. 単レンズ(カタログ品)
4. 無限系単レンズ:焦点距離の設定
5. 有限系単レンズ
6. ダブレット(2枚組レンズ)
7. 色消しレンズ:アクロマートの設計、アポクロマートの評価、色収差図(軸上/倍率)
8. 収差図の見方:横収差図(コマ/歪曲)、縦収差図(球面収差/非点収差/像面湾曲)、歪曲グリッド図、光路差図、結像シミュレーション
9. MTFの評価:スポットダイヤグラム、MTFの計算方法
10. 平面鏡:反射面の設定、反射の法則
11. 直角プリズム:全反射の設定、プリズム構造
12. 集光レンズ:レーザー光学系の基礎、ビームスポット径評価
13. コリメータ:ビーム径評価

光発展(シルバー検定教材)

 

1. 幾何光学:光軸と主光線、倍率(横倍率/角倍率/縦倍率)、物体深度(被写界深度)、焦点深度、ラグランジュの不変量、絞りと瞳、近軸光線とガウス光学、曲面の数学的な取扱い、球面による屈折/結像、球面レンズによる結像、焦点距離、合成結像系、レンズの組合せ、レンズのベンディング、プリズム、レンズの光線触れ角、光線行列
2. 収差:色収差と単色収差、波長分散、平均分散とアッベ数、分散式、軸上色収差と倍率色収差、アクロマートの設計、アポクロマート、波面収差の表現方法、波面収差と光線収差の相互関係、焦点位置誤差(縦方向/横方向)、球面収差、非点収差、像面湾曲、歪曲、コマ、正弦条件、ハーシェルの条件、アプラナート、ペツバールの条件、アナスチグマート、正像条件
3. 非球面:回転体、二次曲面、円錐曲線、円錐係数と離心率、非球面の表現方法、放物面
4. 干渉:波のエネルギー、光の強度、平面波と球面波、光波の干渉、干渉縞、反射による位相の変化、薄膜による干渉、透過率と反射率、反射防止膜、干渉計(マイケルソン・マッハツェンダ・シアリング・フィゾー・ファブリペロ)、半導体レーザーの発光原理
5. 回折・波動光学的結像:ホイヘンスの原理、回折の計算、回折積分、フレネル回折、数学解説(フーリエ級数・フーリエ変換)、空間周波数、光学におけるフーリエ変換、フラウンホーファ回折、レンズの位相変換作用、フーリエ変換レンズ、さまざまなフラウンホーファ回折(ピンホール・平面波・矩形開口・円形開口)、レイリの条件、瞳関数、インパルス応答、光学伝達関数、点像分布関数、MTF、ブラッグ回折
6. 偏光:偏光の種類(直線/円/楕円偏光)、振幅透過率/反射率、ブリュースター角、反射光の位相変化、コヒーレンシ行列、ジョーンズベクトル、ストークスパラメータ、ポアンカレ球、ミュラー行列、部分偏光、複屈折、偏光デバイス(偏光子・移相子・旋光子)
7. 散乱・吸収:レイリ散乱、ミー散乱、水の吸収
8. 測光:放射量と測光量、視感度、標準比視感度、視細胞の感度、放射束と光束、光度と輝度、光束と照度、完全拡散面、輝度不変則
9. レーザー光学系:数学解説(ベクトル解析)、発散と回転の物理的な意味、マクスウェルの方程式、波動方程式、ヘルムホルツ方程式、ガウス(正規)分布の性質、ガウシアンビーム、光線行列とガウシアンビームの伝搬、ビーム品質(ビームパラメータ積・M2ファクタ)

光基礎(ブロンズ検定教材)

 

1. 光の基礎:幾何光学/波動光学、光と電磁波、等速円運動と単振動、位相と振幅、光と電波、反射/屈折の法則、全反射、光ファイバ、屈折率、光の直進性、フェルマの原理、光の伝搬と波面
2. 幾何光学の基礎:座標系、光軸と主光線、凸レンズ、レンズの公式、実像と虚像、凹レンズ、共役な関係、距離の表し方、主要点(焦点・主点・節点)、フロント/バックフォーカス、像倍率、被写界深度、画角、絞りと瞳、視野絞りと口径食、レンズの明るさ、近軸光線とガウス光学、球面レンズの焦点距離、レンズのベンディング、レンズの組合せ、身近な光学系(眼・望遠鏡・顕微鏡・プロジェクタ・カメラ)、プリズム、レンズの光線触れ角、光線行列
3. 収差の基礎:色収差と単色収差、波長分散、平均分散とアッベ数、分散式、軸上色収差と倍率色収差、色消しレンズ(アクロマート/アポクロマート)、波面収差と光線収差、ザイデルの収差、放物面鏡、反射式望遠鏡、反射屈折式望遠鏡
4. 干渉の基礎:波のエネルギー、光の強度、ホイヘンスの原理、干渉とは、反射による位相の変化、薄膜による干渉、透過率と反射率、反射防止膜、くさび型空気層の干渉、ニュートンリング、マイケルソン干渉計、波面計測、マッハツェンダ干渉計、半導体レーザーの発光原理
5. 回折の基礎:回折とは、回折による拡がり、ヤングの実験、スリットの回折、回折格子、回折の計算、ガウシアンビームの伝搬、位相シフトマスク、円形開口の回折、光学的なフーリエ変換の考え方、レンズのフーリエ変換機能、インパルス応答、光学伝達関数、MTF
6. 偏光の基礎:偏光とは、偏光の種類(直線/円/楕円偏光)、ブリュースター角、偏光子、波長板、旋光子、光アイソレータ、複屈折
7. 分散・散乱・吸収・測色:虹、波長多重とスキュー、ハイブリッドレンズ、レイリ散乱、ミー散乱、水の吸収、三原色、視細胞、顕色系と混色系、色温度
8. レンズ:ボールレンズ、研磨と研削、モールドレンズ、GRINレンズ、フレネルレンズ、回折レンズ

光基礎

中学校の理科および高等学校2年までの数学の知識を前提に、全くの初心者を対象に、幾何光学と波動光学の基礎から応用まで要点を効率よく解説します。補助教材として、無料の教育用ソフトウェアを用い、わかりやすく解説します。この講座を受講すると、光検定フォトおよびブロンズレベルの知識が身に付きます。

1. 光の基礎:幾何光学/波動光学、光と電磁波、等速円運動と単振動、位相と振幅、光と電波、反射/屈折の法則、全反射、光ファイバ、屈折率、光の直進性、フェルマの原理、光の伝搬と波面
2. 幾何光学の基礎:座標系、光軸と主光線、凸レンズ、レンズの公式、実像と虚像、凹レンズ、共役な関係、距離の表し方、主要点(焦点・主点・節点)、フロント/バックフォーカス、像倍率、被写界深度、画角、絞りと瞳、視野絞りと口径食、レンズの明るさ、近軸光線とガウス光学、球面レンズの焦点距離、レンズのベンディング、レンズの組合せ、身近な光学系(眼・望遠鏡・顕微鏡・プロジェクタ・カメラ)、プリズム、レンズの光線触れ角、光線行列
3. 演習(光設計ソフトウェアの使い方):ソフトウェアの使い方、カタログレンズの評価
4. 収差の基礎:色収差と単色収差、波長分散、平均分散とアッベ数、分散式、軸上色収差と倍率色収差、色消しレンズ(アクロマート/アポクロマート)、波面収差と光線収差、ザイデルの収差、放物面鏡、反射式望遠鏡、反射屈折式望遠鏡
5. 収差の演習:光路図の見方、レンズのベンディング、ザイデルの収差の概要
6. 干渉の基礎:波のエネルギー、光の強度、ホイヘンスの原理、干渉とは、反射による位相の変化、薄膜による干渉、透過率と反射率、反射防止膜、くさび型空気層の干渉、ニュートンリング、マイケルソン干渉計、波面計測、マッハツェンダ干渉計、半導体レーザーの発光原理
7. 回折の基礎:回折とは、回折による拡がり、ヤングの実験、スリットの回折、回折格子、回折の計算、ガウシアンビームの伝搬、位相シフトマスク、円形開口の回折、光学的なフーリエ変換の考え方、レンズのフーリエ変換機能、インパルス応答、光学伝達関数、MTF
8. 演習(スポットダイヤグラム・MTF)
9. 偏光の基礎:偏光とは、偏光の種類(直線/円/楕円偏光)、ブリュースター角、偏光子、波長板、旋光子、光アイソレータ、複屈折
10. 分散・散乱・吸収・測色:虹、波長多重とスキュー、ハイブリッドレンズ、レイリ散乱、ミー散乱、水の吸収、三原色、視細胞、顕色系と混色系、色温度
11. レンズ:ボールレンズ、研磨と研削、モールドレンズ、GRINレンズ、フレネルレンズ、回折レンズ

光発展

「光基礎」修了レベルの知識(理工系大学入学レベル)を前提に、光学に関する実用的な知識を講義します。「光基礎」と同じ項目は、数式を用い、より深く説明します。この講座を受講すると、理工系大学の光学知識と、光検定シルバーおよびゴールドレベルの知識が身に付きます。

1. 幾何光学:光軸と主光線、倍率(横倍率/角倍率/縦倍率)、物体深度(被写界深度)、焦点深度、ラグランジュの不変量、絞りと瞳、近軸光線とガウス光学、曲面の数学的な取扱い、球面による屈折/結像、球面レンズによる結像、焦点距離、合成結像系、レンズの組合せ、レンズのベンディング、プリズム、レンズの光線触れ角、光線行列
2. 収差:色収差と単色収差、波長分散、平均分散とアッベ数、分散式、軸上色収差と倍率色収差、アクロマートの設計、アポクロマート、波面収差の表現方法、波面収差と光線収差の相互関係、焦点位置誤差(縦方向/横方向)、球面収差、非点収差、像面湾曲、歪曲、コマ、正弦条件、ハーシェルの条件、アプラナート、ペツバールの条件、アナスチグマート、正像条件
3. 演習(レンズ設計の基礎):無限系単レンズの設計、収差図の見方、歪曲グリッド図、スポットダイヤグラム、波面収差
4. 非球面:回転体、二次曲面、円錐曲線、円錐係数と離心率、非球面の表現方法、放物面
5. 干渉:波のエネルギー、光の強度、平面波と球面波、光波の干渉、干渉縞、反射による位相の変化、薄膜による干渉、透過率と反射率、反射防止膜、干渉計(マイケルソン・マッハツェンダ・シアリング・フィゾー・ファブリペロ)、半導体レーザーの発光原理
6. 回折・波動光学的結像:ホイヘンスの原理、回折の計算、回折積分、フレネル回折、数学解説(フーリエ級数・フーリエ変換)、空間周波数、光学におけるフーリエ変換、フラウンホーファ回折、レンズの位相変換作用、フーリエ変換レンズ、さまざまなフラウンホーファ回折(ピンホール・平面波・矩形開口・円形開口)、レイリの条件、瞳関数、インパルス応答、光学伝達関数、点像分布関数、MTF、ブラッグ回折
7. 演習(波動光学的結像):波面収差、MTF
8. 偏光:偏光の種類(直線/円/楕円偏光)、振幅透過率/反射率、ブリュースター角、反射光の位相変化、コヒーレンシ行列、ジョーンズベクトル、ストークスパラメータ、ポアンカレ球、ミュラー行列、部分偏光、複屈折、偏光デバイス(偏光子・移相子・旋光子)
9. 散乱・吸収:レイリ散乱、ミー散乱、水の吸収
10. 測光:放射量と測光量、視感度、標準比視感度、視細胞の感度、放射束と光束、光度と輝度、光束と照度、完全拡散面、輝度不変則
11. レーザー光学系:数学解説(ベクトル解析)、発散と回転の物理的な意味、マクスウェルの方程式、波動方程式、ヘルムホルツ方程式、ガウス(正規)分布の性質、ガウシアンビーム、光線行列とガウシアンビームの伝搬、ビーム品質(ビームパラメータ積・M2ファクタ)
12. 演習(レーザー光学系):ガウシアンビームの光線追跡、ビーム品質の計算

講師:国際光技術者検定協会 検定委員
 河合 滋((株)オプト・イーカレッジ/電通大/埼玉県立大)

シルバー検定講習

検定委員が、過去問題問題集を中心に、検定のポイントをわかりやすく解説します。
1. 光の伝搬:フェルマの原理、反射と屈折、プリズム、波面
2. 光学系と結像:レンズ、ミラー、結像、光学系のパラメータ、近軸結像
3. 分散:アッベ数
4. 収差:色収差と分散、色消しレンズ、単色収差
5. 干渉:ホイヘンスの原理、薄膜の干渉、干渉計
6. 回折:フラウンホーファー回折、回折光学素子、波動光学的な結像、光学伝達関数
8. 偏光:物質の透過率と反射率、偏光素子、複屈折
9. 測光・測色

講師:国際光技術者検定協会検定委員(五十音順)
岡田 佳子(電通大), 黒田 和男(東大名誉教授), 渋谷 眞人(東京工芸大), 武田 光夫(電通大名誉教授), 谷田貝 豊彦(筑波大/宇都宮大名誉教授)

光学レンズ設計入門

1. 光の伝搬:フェルマの原理、反射と屈折、プリズム、波面
2. 光学系と結像:レンズ、ミラー、結像、光学系のパラメータ、近軸結像
3. 光学器械:眼、虚像を作る光学系、実像を作る光学系
4. 収差:色収差と分散、色消しレンズ、単色収差
5. 干渉:ホイヘンスの原理、薄膜の干渉、干渉計
6. 回折:回折とは、フラウンホーファー回折、回折光学素子
7. 波動光学的な結像:波面の伝搬、光学伝達関数
8. 偏光:偏光とは、物質の透過率と反射率、偏光素子、複屈折
9. レーザー光学系:レーザー光の伝搬

光設計

無料の教育用ソフトウェアを使用します。光設計の初心者を対象に、光設計の手法を一通り習得することができ、基本的な光学系の設計および評価ができるようになります。各項目の技術的な解説は最低限ですので、初心者の方は「光基礎」コースの受講をお勧めします。

1. 光設計プログラムの概要
2. 幾何光学の基礎:屈折の法則、平行平板
3. 単レンズ・ダブレットの設計:無限系(市販レンズの評価、設計方法)、有限系の設計、ダブレットの設計
4. 収差:アクロマートの設計、色収差の評価、アクロマートの評価、収差図(横収差図、縦収差図)の見方、単色収差(球面収差、非点収差、像面湾曲、歪曲、コマ)、結像パタンの評価
5. MTF:波動光学的な評価(波面収差、スポットダイヤグラム、点像分布)、MTF
6. ミラー・プリズムの設計:平面鏡、直角プリズム
7. 集光・コリメーティングレンズの設計:球レンズ、トリプレット、コリメータ
8. 光学機器の基礎
9. 屈折望遠鏡・顕微鏡・接眼レンズの設計:ビームエキスパンダ、ガリレオ式望遠鏡、ケプラー式望遠鏡、顕微鏡対物レンズ、接眼レンズ
10. 非球面:非球面係数、非球面レンズ、球面鏡、放物面鏡
11. 反射望遠鏡:ニュートン式、カセグレン式、反射屈折望遠鏡(マクストフカセグレン式)
12. 有限物体の評価
13. 写真レンズの設計:ペッツバル、トリプレット、テッサ、レトロフォーカス、望遠レンズ
14. 回折光学系・複合光学系:回折格子、分光計、両側テレセントリック光学系、プリズム・ミラー光学系、走査光学系、フィールドレンズ、オフナー光学系
15. 収差補正:手動補正、自動設計(収差誤差関数、ジニ誤差関数、非球面形状最適化、曲率半径・面間距離最適化)
16. レーザー光学系の設計:ガウシアンビームの設定、光線行列、非円形ビーム、M自乗ファクタ、光ファイバ結合効率
17. 虚像の評価:眼のモデル、虫メガネ
18. いろいろな光学部品:円筒レンズ、トーリックレンズ、ペンタプリズム、フレネルレンズ、GRINレンズ

照明系

1. 光学の基礎
2. 測光
3. 測色(表色系, 色度図)
4. 物体・光源の設定/演習(ランバート光源, IES配光データ)
5. 照明光学系演習(クリティカル照明, ケーラ照明)
6. 受光光学系演習
7. フレネルレンズ/ミラー(モデリング, 演習)
8. 導光体

光設計発展

1. ビームエキスパンダ
2. ズームレンズ
3. 屈折望遠鏡
:ガリレオ式、ニュートン式
4. 顕微鏡対物レンズ:
5. 接眼レンズ
6. 非球面:円錐係数、非球面の設定
7. 反射望遠鏡
8. 反射屈折望遠鏡:マクストフカセグレン式
9. 有限物体の評価
10. 写真レンズ
11. 手動収差補正
12. 自動設計

光設計応用

1. 回折光学系
2. 複合光学系
3. レーザー光学系
4. 眼のモデル
5. 虚像の評価
6. フレネルレンズ
7. いろいろな光学部品
8. 光源の設定
9. 照明光学系

光設計基礎

1. ソフトウェアの使い方:(全くの初心者を対象として詳細に説明します)
2. 平行平板:材料の設定、屈折の法則
3. 単レンズ(カタログ品)
4. 無限系単レンズ:焦点距離の設定
5. 有限系単レンズ
6. ダブレット(2枚組レンズ)
7. 色消しレンズ:アクロマートの設計、アポクロマートの評価、色収差図(軸上/倍率)
8. 収差図の見方:横収差図(コマ/歪曲)、縦収差図(球面収差/非点収差/像面湾曲)、歪曲グリッド図、光路差図、結像シミュレーション
9. MTFの評価:スポットダイヤグラム、MTFの計算方法
10. 平面鏡:反射面の設定、反射の法則
11. 直角プリズム:全反射の設定、プリズム構造
12. 集光レンズ:レーザー光学系の基礎、ビームスポット径評価
13. コリメータ:ビーム径評価

光実験


1. フェルマの原理、反射・屈折の法則の証明、凸レンズの作用、凸レンズによる結像、実像と虚像、凸レンズと凹レンズの違い
2. 共役な関係、主要点、主点の求め方、前側焦点距離と後側焦点距離、像倍率
3. 絞りと瞳、視野絞りと口径食、結像の分類、望遠鏡系とテレセントリック系、近軸光線とガウス光学
4. 眼の光学系、望遠鏡の光学系、顕微鏡の光学系、カメラの光学系、プロジェクタの光学系
5. 色収差と単色収差、屈折率と波長分散、平均分散とアッベ数、分散曲線と分散式、光学材料のアッベ数と屈折率、色収差
6. 波面収差と光線収差、波面収差の詳細、ザイデルの収差、ザイデルの収差の特徴
偏光・散乱・吸収


1. 偏光とは、偏光の種類、直線偏光・円偏光・楕円偏光
2. コヒーレンシ行列、ジョーンズベクトル、ジョーンズ行列
3. ストークスパラメータ、ポアンカレ球、ミュラー行列、部分偏光
4. 偏光デバイス、偏光デバイスの表現方法、偏光子、偏光子の応用、偏光子の表現方法、移相子
5. 施光子、光アイソレータの原理、複屈折
6. 振幅透過率と振幅反射率、フレネル係数、透過率と反射率
7. フレネル係数、ブリュースタ角、ブリュースタ角の応用、反射光の位相変化
8. 散乱、空はなぜ青いか?夕焼けはなぜ赤いか?、青空と偏光、雲はなぜ白いか?
9. 海はなぜ青いか?、海水の透過率と反射率、吸収、海中での色の見え方、水の吸収、伝送損失
ガウシアンビーム


1. マクスウェルの方程式、内積、外積
2. 微分演算子、勾配、勾配の物理的な意味、発散、発散の物理的な意味
3. 回転、回転の物理的な意味、マクスウェルの方程式の物理的な意味、静電磁場の方程式
4. 平面波の伝搬、屈折率と光速度、ヘルムホルツ方程式・ビームの伝搬、確率分布、確率密度関数と確率分布関数、正規分布(ガウス分布)
5. ガウシアンビームの伝搬、ガウシアンビームの特徴、強度分布
6. アイコナル方程式、光線方程式、レンズによるビームの伝搬、主な光学要素の光線行列、結像、ガウシアンビームの伝搬
7. ビームパラメータ積・M2ファクタ、時間情報と空間情報、時間的コヒーレンス、空間的コヒーレンス、干渉縞のコントラスト、スラブ型光導波路
回折光学素子


1. ホログラフィの記録原理、ホログラフィの再生原理、振幅格子の回折、ローマン型ホログラム、干渉縞型ホログラム、直接位相計算法
2. 設計手法、回折計算法、高屈折率法、ハイブリッド色消しレンズ、屈折系アポクロマートレンズ、ハイブリッドアポクロマートレンズ
3. バイナリオプティックス、バイナリオプティックスの製造方法、フレネルレンズ、多焦点レンズ・平板光学系、ブラッグ回折
結像系光学設計の基礎


1. 光学設計プログラムの概要、データの入力方法
2. 無限系単レンズの設計・評価、色収差と単色収差、収差図の見方、波面収差、スポットダイヤグラムと点像分布、MTF
3. 有限系単レンズの設計・評価、無限系ダブレットの設計・評価
4. アクロマートレンズの設計・評価、アポクロマートレンズの設計・評価
結像系光学設計の応用


1. 球レンズの設計・評価、レーザー用集光レンズの設計・評価、レーザー用コリメーティングレンズの設計・評価、照明光学系の設計・評価、ビームエキスパンダの設計・評価
2. 接眼レンズの設計・評価、顕微鏡対物レンズの設計・評価、写真レンズの設計・評価、屈折式望遠鏡の設計・評価
3. フレネルレンズの概要、フレネルレンズの設計・評価
4. 反射光学系の設計・評価、プリズムの設計・評価
5. 非球面レンズの概要、非球面ピックアップレンズの設計・評価、放物面鏡の設計・評価、非球面写真レンズの設計・評価、反射屈折式望遠鏡の設計・評価
有限系単レンズの設計・評価、無限系ダブレットの設計・評価
6. 収差補正の方法、自動設計の概要、写真レンズの最適化、反射屈折式望遠鏡の最適化
干渉


1. 波動光学の基礎、波動光学とは、光波の複素数表示、光波の強度
2. 平面波、球面波、コヒーレンス、光波の干渉
3. 定在波、平面波と平面波の干渉、空間周波数、平面波と球面波の干渉、球面波と球面波の干渉、ヤングの干渉縞
4. 反射防止膜、ホログラフィの記録原理、ホログラフィの再生原理、干渉計と波面計測
5. マイケルソン干渉計、マッハ・ツェンダ干渉計、シアリング干渉計、フィゾー干渉計、ファブリ・ペロ干渉計
6. 位相シフト干渉計、ツェルニケの多項式、ツェルニケの多項式とザイデルの収差
回折


1. フーリエ級数、フーリエ級数の複素関数表示、フーリエ関数、代表的な関数のフーリエ変換、デルタ関数
2. 時間情報と空間情報、平面波と平面波の干渉
3. ホログラフィの記録原理、ホログラフィの再生原理、干渉縞からの波面の再生、空間周波数と平面波の伝搬方向の関係、光波の時間情報と空間情報
4. 波の回り込み、レーザ光の回折、回折による拡がり、ホイヘンスの原理、回折の計算、回折積分
5. 回折積分、フレネル回折、フラウンホーファ回折(I)、標本化定理
6. フラウンホーファ回折(II)、レンズの位相変換作用
7. フーリエ変換レンズ、空間フィルタリング、畳み込み、相関
8. ピンホールの回折、平面波の回折、短径開口のフラウンホーファ回折、円形開口のフラウンホーファ回折、レイリの条件、振幅格子の回折
9. アポダイゼーション、超解像フィルタ、遮光帯を用いる超解像、位相シフトマスク、ハーフトーン位相シフトマスク
10. 瞳関数、点像分布関数、伝達関数とインパルス応答
11. 変調伝達関数と位相伝達関数、正弦波格子の位相伝達関数、変調伝達関数の評価基準
12. コヒーレント結像、インコヒーレント結像、波動光学的な結像のまとめ、アッベの結像理論、ストレール比、マレシャルの評価基準
単色収差


1. 波面収差と光線収差、波面収差、波面収差の表現方法、波面収差と光線収差の関係、光線収差から波面収差を求める方法
2. 縦方向の焦点位置誤差、横方向の焦点位置誤差、球面収差、火面と最小錯乱円
3. メリジオナル面とサジタル面、非点収差、像面湾曲、歪曲
4. コマ、ザイテル収差のまとめ
5. 正弦条件、ハーシェルの条件、ペッツバルの条件、正像条件、収差補正法のまとめ
フーリエ変換の光学的な意味


1. フーリエ級数、フーリエ級数の複素関数表示、フーリエ関数、代表的な関数のフーリエ変換、デルタ関数
2. 時間情報と空間情報、平面波と平面波の干渉
3. ホログラフィの記録原理、ホログラフィの再生原理、干渉縞からの波面の再生、空間周波数と平面波の伝搬方向の関係、光波の時間情報と空間情報
回折


1. 波の回り込み、レーザ光の回折、回折による拡がり、ホイヘンスの原理、回折の計算、回折積分
2. 回折積分、フレネル回折、フラウンホーファ回折(I)、標本化定理
3. フラウンホーファ回折(II)、レンズの位相変換作用
4. フーリエ変換レンズ、空間フィルタリング、畳み込み、相関
5. ピンホールの回折、平面波の回折、短径開口のフラウンホーファ回折、円形開口のフラウンホーファ回折、レイリの条件、振幅格子の回折
6. アポダイゼーション、超解像フィルタ、遮光帯を用いる超解像、位相シフトマスク、ハーフトーン位相シフトマスク
波動光学的な結像


1. 瞳関数、点像分布関数、伝達関数とインパルス応答
2. 変調伝達関数と位相伝達関数、正弦波格子の位相伝達関数、変調伝達関数の評価基準
3. コヒーレント結像、インコヒーレント結像、波動光学的な結像のまとめ、アッベの結像理論、ストレール比、マレシャルの評価基準


1. 光線追跡、スポットダイヤグラム、点像強度分布、波動光学的な光学系の評価
2. 光路図、収差係数、ザイデルの収差光路図、色収差図、レンズ設計の流れ、光線追跡の手順
幾何光学


1. フェルマの原理、反射・屈折の法則の証明、凸レンズの作用、凸レンズによる結像、実像と虚像、凸レンズと凹レンズの違い
2. 共役な関係、主要点、主点の求め方、前側焦点距離と後側焦点距離、像倍率
3. 絞りと瞳、視野絞りと口径食、結像の分類、望遠鏡系のテレセントリック系、近軸光線とガウス光学
結像


1. 座標系の定義、主要点(焦点・主点・節点)、像倍率(横倍率)、像倍率(角倍率・縦倍率)、共役点の関係、ラグランジュの不変量
2. 曲面の数学的な取扱い、ガウス光学における曲面、物側と像側の焦点距離の関係、球面による屈折、球面の焦点距離と像倍率、球面による反射
3. 合成結像系の焦点距離、合成結像系の像倍率
4. 球面レンズの焦点距離、薄レンズ近似、レンズのベンディング、レンズの組合せ
5. 球面レンズによる結像、球面レンズの光線触れ角、焦点深度、物体深度
色収差


1. 色収差と単色収差、屈折率と波長分散、平均分散とアッベ数、分散曲線と分散式、光学材料のアッベ数、色収差
2. アッベ数、色消しレンズ(アクロマートレンズ)、色消しレンズ(レンズを離した時)、実際の色消しレンズ、アポクロマートレンズ


1. 望遠鏡、反射式望遠鏡、反射屈折式望遠鏡、レンズのベンディング
2. 明視野照明、暗視野照明、位相差顕微鏡、微分干渉顕微鏡、共焦点レーザー走査型顕微鏡