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先端機能材料の光学






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書籍情報
近年の微細加工技術の進展に伴い,マイクロメートルからナノメートルサイズの微細な構造を持つ光学材料(先端光学材料)を設計し作製することができるようになってきた.本書は,今後さらなる発展が見込まれる先端光学材料を学んだり研究したりする際に避けて通ることができない光学について,第一線で活躍する著者が一冊にまとめた書である.材料の光学応答の考え方や計算方法も詳述.分野の学習だけでなく,研究の参考になることも視野に入れて執筆されている.
物質・材料テキストシリーズ
先端機能材料の光学
光学薄膜とナノフォトニクスの基礎を理解する
A5/236頁 定価(本体4200円+税) 978-4-7536-2306-8
梶川浩太郎(博士(工学)) 著
まえがき 著者略歴

目 次
第1章 等方媒質中の光の伝搬
1.1 電磁波
1.2 均一媒質中の光の伝搬
1.3 偏光(直線偏光,円偏光)
直線偏光・自然偏光/楕円偏光・円偏光
1.4 ジョーンズベクトル
1.5 局所電場とクラウジウス-モソッティーの式
1.6 屈折率の微視的な描像
1.7 有効媒質近似
1.8 界面における透過と反射(誘電体,金属)
スネルの法則/界面における透過と反射/反射率と透過率/全反射とエバネッセント光
1.9 金属の誘電率とプラズマ周波数
1.10 多層問題(反射,透過)
多重反射を考えて無限級数を用いる解法/連立方程式を使った解法/伝搬行列法
1.11 光導波路
s-偏光(TE偏光)/p-偏光(TM偏光)
1.12 光ファイバ

第2章 異方性媒質中の光の伝搬
2.1 異方性媒質の種類と屈折率楕円体
2.2 異方性媒質中の光の伝搬
異方性媒質中の光の伝搬の基本式/波面に関するフレネルの式/光線に関するフレネルの式
2.3 異方性媒質中における反射と透過
波面や光線の進む方向
2.4 反射と透過
2.5 反射係数と透過係数
2.6 異方性媒質の多層膜における反射率と透過率
伝搬行列法(異方性媒質)/Berremanの4×4行列法
2.7 複屈折材料
セロハンテープの複屈折/液晶ディスプレイ

第3章 非線形光学効果
3.1 非線形光学効果
3.2 2次の非線形光学効果
3.3 3次の非線形光学効果
3.4 非線形分極
3.5 光高調波発生
光高調波発生の表記/光高調波の伝搬/位相整合/疑似位相整合
3.6 光第2高調波の反射と透過
3.7 多層膜からの光高調波発生
3.8 電気光学効果
3.9 光誘起屈折率変化と光双安定現象
光誘起屈折率変化/光双安定現象

第4章 構造を利用した光機能材料
4.1 Whispering Gallery mode
共振器/Whispering Gallery mode
4.2 フォトニック結晶
1次元フォトニック結晶/2次元フォトニック結晶/3次元フォトニック結晶
4.3 表面プラズモン
伝搬型表面プラズモン/表面プラズモンの励起/局在表面プラズモン共鳴
4.4 メタマテリアル
負の屈折/ハイパボリック-メタマテリアルと超解像/メタマテリアルによる光吸収

第5章 光学応答の計算手法
5.1 境界値問題
球/2連球/基板上の球
5.2 離散双極子近似
離散双極子近似の原理/分極率
5.3 FDTD
マックスウェル方程式の差分/光源/吸収境界/分散媒質

付録A 媒質中のマックスウェルの方程式
付録B 屈折率楕円体
付録C SHGの式
付録D ベクトル球面調和関数
付録E 基板上の球の式
付録F 3次元FDTD



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