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本書は、現代光学の領域での世界的な権威ウォルフが長年の蓄積をまとめた英文書の日本語訳で、光の干渉(コヒーレンス)および偏光現象に関する総括的な入門書である。もとの英文書は海外では幅広い読者を獲得しており、米国で2008年度Joseph W. Goodman Book Writing Awardを受賞した。
[著 者]
Emil Wolf(エミール・ウォルフ)
Wilson Professor of Optical Physics
Department of Physics & Astronomy
University of Rochester
Rochester, NY 14627—0170, USA
[訳者]
白井 智宏(シライ トモヒロ)
独立行政法人 産業技術総合研究所
光技術研究部門 光画像計測グループグループリーダー
1994年北海道大学大学院工学研究科博士後期課程修了.博士(工学).ロチェスター大学(USA),オークランド大学(NZ),中央フロリダ大学(USA)などの客員研究員を歴任.専門は統計光学,補償光学,生体医用光学.
Emil Wolf(エミール・ウォルフ)
Wilson Professor of Optical Physics
Department of Physics & Astronomy
University of Rochester
Rochester, NY 14627—0170, USA
[訳者]
白井 智宏(シライ トモヒロ)
独立行政法人 産業技術総合研究所
光技術研究部門 光画像計測グループグループリーダー
1994年北海道大学大学院工学研究科博士後期課程修了.博士(工学).ロチェスター大学(USA),オークランド大学(NZ),中央フロリダ大学(USA)などの客員研究員を歴任.専門は統計光学,補償光学,生体医用光学.
日本語版への序文
訳者序文
序文
第1章 基本的コヒーレンス現象
1.1 干渉と統計的類似性
1.2 時間的コヒーレンスとコヒーレンス時間
1.3 空間的コヒーレンスとコヒーレンス領域
1.4 コヒーレンス体積
問題
第2章 数学的準備
2.1 確率過程の理論の基本的概念
2.2 エルゴート性
2.3 実信号の複素表示と狭帯域信号の包絡線
2.4 自己相関関数と相互相関関数
2.4.1 ランダムな振幅をもつ周期成分の有限和の自己相関関数
2.5 スペクトル密度とウィーナー—ヒンチンの定理
問題
第3章 空間—時間領域における2次のコヒーレンス現象
3.1 定常な光の波動場の干渉法則.相互コヒーレンス関数と複素コヒーレンス度
3.2 インコヒーレント光源からの空間的コヒーレンスの生成
ファン・シッター-ゼルニケの定理
3.3 具体例
3.3.1 星の直径を測定するためのマイケルソンの方法
3.3.2 スベクトル線のエネルギ一分布を決定するためのマイケルソンの方法
3.4 相互強度の伝搬
3.5 自由空間中の相互コヒーレンスの伝搬を記述する波動方程式
問題
第4章 空間-周波数領域における2次のコヒーレンス現象
4.1 コヒーレントモード表示と相関関数としての相互スベクトル密度
4.2 スペクトル干渉法則とスぺクトルコヒーレンス度
4.3 具体例:干渉におけるスペクトル変化
4.4 狭帯域光の干渉
問題
第5章 異なるコヒーレンス状態の光源からの放射
5.1 異なるコヒーレンス特性をもつ光源によって生成される場
5.2 途方場における相関とスペクトル密度
5.3 モデル光源からの放射
5.3.1 シェルモデル光源
5.3.2 準均一光源
5.4 同ーの放射強度分布を生成する異なる空間的コヒーレンス状態の光源
5.5 ランバート光源のコヒーレンス特性
5.6 伝搬に伴うスベクトル変化.スケーリング則
問題
第6章 散乱におけるコヒーレンスの効果
6.1 決定論的媒質による単色平面波の散乱
6.2 決定論的媒質による部分的コヒーレント波の散乱
6.3 ランダム媒質による散乱
6.3.1 一般的な公式
6.3.2 例題
6.3.3 準均一媒質による散乱
問題
第7章 高次のコヒーレンスの効果
7.1 はじめに
7.2 電波による強度干渉法
7.3 ハンブリー・ブラウン-トゥイス効果と光による強度干渉法
7.4 黒体放射のエネルギーゆらぎに対するアインシュタインの公式と波動-粒子の二重性
7.5 光のゆらぎの光電検出に関するマンデルの理論
7.5.1 光子計数の統計に対するマンデルの公式
7.5.2 単一の光検出器による計数の分散
7.5.3 2つの検出器による計数ゆらぎの間の相関
7.6 光子計数の測定による光の統計的特性の決定
問題
第8章 確率論的電磁ビームの偏光の基本理論
8.1 準単色電磁ビームの 2x2の同時刻相関行列
8.2 偏光した光,偏光していない光,および部分偏光した光.編光度
8.2.1 完全に偏光した光
8.2.2 自然(偏光していない)光
8.2.3 部分偏光した光と偏光度
8.2.4 完全偏光の幾何学的重要性.完全に偏光した光のストークスパラメーター.ポア ンカレ球
問題
第9章 偏光とコヒーレンスの統一理論
9.1 確率論的電磁ビームの2x2の相互スペクトル密度行列
9.2 確率論的電磁ビームのスペクトル干渉法則,スベクトルコヒーレンス度,およびスベクトル偏光度
9.3 実験による相互スペクトル密度行列の決定
9.4 ランダムな電磁ビームの伝搬に伴う変化
9.4.1 確率論的電磁ビームの相互スペクトル密度行列の伝搬-一般的な公式
9.4.2 電磁ガウス型シェルモデルビームの相互スペクトル密度行列の伝搬
9.4.3 伝搬する確率論的電磁ビームの相関に誘起される変化の例
9.4.4 ヤングの干渉実験におけるコヒーレンスに誘起される偏光度の変化
9.5 一般化されたストークスパラメーター
問題
付録Ⅰ 位相空間のセルと縮退パラメーター
(a) 準単色光波の位相空間のセル(1.4節)
(b) 共振器内の放射の位相空間のセル (7.4および 7.5節)
(c) 縮退パラメーター
付録Ⅱ 光子計数の統計に対するマンデルの公式の導出 [7.5.1節の式 (2)]
付録Ⅲ 電磁ガウス型シェルモデル光源の偏光度
付録Ⅳ 重要な確率分布
(a) 二項(ベルヌーイ)分布とその極限的場合のいくつか
(b) ボーズ-アインシュタイン分布
人名索引
事項索引
訳者序文
序文
第1章 基本的コヒーレンス現象
1.1 干渉と統計的類似性
1.2 時間的コヒーレンスとコヒーレンス時間
1.3 空間的コヒーレンスとコヒーレンス領域
1.4 コヒーレンス体積
問題
第2章 数学的準備
2.1 確率過程の理論の基本的概念
2.2 エルゴート性
2.3 実信号の複素表示と狭帯域信号の包絡線
2.4 自己相関関数と相互相関関数
2.4.1 ランダムな振幅をもつ周期成分の有限和の自己相関関数
2.5 スペクトル密度とウィーナー—ヒンチンの定理
問題
第3章 空間—時間領域における2次のコヒーレンス現象
3.1 定常な光の波動場の干渉法則.相互コヒーレンス関数と複素コヒーレンス度
3.2 インコヒーレント光源からの空間的コヒーレンスの生成
ファン・シッター-ゼルニケの定理
3.3 具体例
3.3.1 星の直径を測定するためのマイケルソンの方法
3.3.2 スベクトル線のエネルギ一分布を決定するためのマイケルソンの方法
3.4 相互強度の伝搬
3.5 自由空間中の相互コヒーレンスの伝搬を記述する波動方程式
問題
第4章 空間-周波数領域における2次のコヒーレンス現象
4.1 コヒーレントモード表示と相関関数としての相互スベクトル密度
4.2 スペクトル干渉法則とスぺクトルコヒーレンス度
4.3 具体例:干渉におけるスペクトル変化
4.4 狭帯域光の干渉
問題
第5章 異なるコヒーレンス状態の光源からの放射
5.1 異なるコヒーレンス特性をもつ光源によって生成される場
5.2 途方場における相関とスペクトル密度
5.3 モデル光源からの放射
5.3.1 シェルモデル光源
5.3.2 準均一光源
5.4 同ーの放射強度分布を生成する異なる空間的コヒーレンス状態の光源
5.5 ランバート光源のコヒーレンス特性
5.6 伝搬に伴うスベクトル変化.スケーリング則
問題
第6章 散乱におけるコヒーレンスの効果
6.1 決定論的媒質による単色平面波の散乱
6.2 決定論的媒質による部分的コヒーレント波の散乱
6.3 ランダム媒質による散乱
6.3.1 一般的な公式
6.3.2 例題
6.3.3 準均一媒質による散乱
問題
第7章 高次のコヒーレンスの効果
7.1 はじめに
7.2 電波による強度干渉法
7.3 ハンブリー・ブラウン-トゥイス効果と光による強度干渉法
7.4 黒体放射のエネルギーゆらぎに対するアインシュタインの公式と波動-粒子の二重性
7.5 光のゆらぎの光電検出に関するマンデルの理論
7.5.1 光子計数の統計に対するマンデルの公式
7.5.2 単一の光検出器による計数の分散
7.5.3 2つの検出器による計数ゆらぎの間の相関
7.6 光子計数の測定による光の統計的特性の決定
問題
第8章 確率論的電磁ビームの偏光の基本理論
8.1 準単色電磁ビームの 2x2の同時刻相関行列
8.2 偏光した光,偏光していない光,および部分偏光した光.編光度
8.2.1 完全に偏光した光
8.2.2 自然(偏光していない)光
8.2.3 部分偏光した光と偏光度
8.2.4 完全偏光の幾何学的重要性.完全に偏光した光のストークスパラメーター.ポア ンカレ球
問題
第9章 偏光とコヒーレンスの統一理論
9.1 確率論的電磁ビームの2x2の相互スペクトル密度行列
9.2 確率論的電磁ビームのスペクトル干渉法則,スベクトルコヒーレンス度,およびスベクトル偏光度
9.3 実験による相互スペクトル密度行列の決定
9.4 ランダムな電磁ビームの伝搬に伴う変化
9.4.1 確率論的電磁ビームの相互スペクトル密度行列の伝搬-一般的な公式
9.4.2 電磁ガウス型シェルモデルビームの相互スペクトル密度行列の伝搬
9.4.3 伝搬する確率論的電磁ビームの相関に誘起される変化の例
9.4.4 ヤングの干渉実験におけるコヒーレンスに誘起される偏光度の変化
9.5 一般化されたストークスパラメーター
問題
付録Ⅰ 位相空間のセルと縮退パラメーター
(a) 準単色光波の位相空間のセル(1.4節)
(b) 共振器内の放射の位相空間のセル (7.4および 7.5節)
(c) 縮退パラメーター
付録Ⅱ 光子計数の統計に対するマンデルの公式の導出 [7.5.1節の式 (2)]
付録Ⅲ 電磁ガウス型シェルモデル光源の偏光度
付録Ⅳ 重要な確率分布
(a) 二項(ベルヌーイ)分布とその極限的場合のいくつか
(b) ボーズ-アインシュタイン分布
人名索引
事項索引