11 - 宇都宮大学オプティクス教育研究センター

光学設計&測定 ショートコースプログラムのご案内
主催
協賛
後援
2012 年 11 月 5 日(月)~7 日(水)
品川インターシティ
東京都港区
ショートコースの構成と内容
米国アリゾナ大学は、宇都宮大学と共同で、第4回光学設計&測定ショートコースプログラムを
日本にて開催致します。このコースでは、米国アリゾナ大学光科学部(College of Optical Sciences)
の教授陣、および、宇都宮大学オプティクス教育研究センターの教授陣が講義を行います。講義
の内容は学部及び大学院課程での光学に関する講義の中から厳選されたものです。講義は英語で
行われますが、6つのコースでは日本語にて講義を行います。すべての講義には英語を話す日本
人助手が同席致しますので、質疑応答を日本語で行って頂くことが可能です。
開講科目:
物理光学コース
 フーリエ光学とオプティカル・コヒーレンス・トモグラフィー
 基礎物理光学
 固体レーザー入門
 非線形波長変換入門
 光学における線型システムとフーリエ解析
 複屈折マッピングとエリプソメトリー入門
 ホログラフィー入門:計算機ホログラムとデジタルホログラフィー
幾何光学コース
 幾何光学と光学系レイアウト
 偏光入門
 光学干渉測定法入門
 光学収差と像評価
 光学設計における偏光
 高開口数光学系設計入門
本ショートコースのご案内はアリゾナ大学光科学部のホームページでもご覧頂けます。
www.optics.arizona.edu/tokyo_short_courses
本ショートコースに関するご意見、ご質問等は下記までお願い致します。
Russell A. Chipman (ルッセル・チップマン)
Professor, College of Optical Sciences, University of Arizona
russell.chipman@optics.arizona.edu, Tel: 520-626-9435
Yuzuru Takashima (高島譲)
Associate Professor, College of Optical Sciences, University of Arizona
ytakashima@optics.arizona.edu, Tel: 520-626-6992
Yukitoshi Otani(大谷幸利)
Professor, Center of Optical Research and Education, Utsunomiya University
otani@cc.utsunomiya-u.ac.jp, TEL&FAX 028-689-7136
アリゾナ州ツーソンにあるアリゾナ大学 The College of Optical Sciences(光科学部) は、世界有数
の光学研究機関です。光工学や光物理学の全分野で研究を行う 55 名の教員が在籍し、その強い指
導力と優れた研究実績は世界的に評価されています。学部生、大学院生合わせて 440 名の国際色
豊かな学生が在籍しています。1964 年に設立された本学部は、多数の日本企業との特別提携をは
じめ、光学業界と密接な関係を継続しています。
光学技術は、カメラやディスプレー等の映像機器や通信といった日本の主要産業を支える重要な
基盤技術のひとつであるにも関わらず、日本では光学技術に関する体系的な教育が行われなくな
っています。こうした現状に対し、キヤノン株式会社から宇都宮大学に日本の光学技術教育再構
築の働きかけがあり、宇都宮大学もまたその趣旨に大いに共鳴し、両者が協力した光学技術に関
する教育研究組織の設立を決意しました。このセンターは、将来、日本の光技術産業を担う技術
者の育成と先端光学技術の創生に、産業界と連携して取り組むセンターです。
参加費用
受講料 ¥40,000-44,000
受講料 ¥25,000
一日講座 (三日間連続受講の場合割引あり)
半日講座 (一日講座として受講の場合割引あり)
受講料には、講義、講義資料、が含まれています。各コースの終了時に受講証明書をお渡し致します。
物理光学コース
コースプログラム、日程、及び費用
11月5日(月曜日)
9:30 am – 5:30 pm
11月6日(火曜日)
9:30 am – 5:30 pm
フーリエ光学とオプティカル・コヒーレンス・トモ
グラフィー
¥ 40,000
基礎物理光学
¥ 40,000
11月6日(火曜日)
9:30 am – 12:30 pm
固体レーザ入門
¥25,000 *
11月6日(火曜日)
1:30 pm – 5:30 pm
非線形波長変換入門
¥25,000 *
11月7日(水曜日)
9:30 am – 5:30 pm
光学における線型システムとフーリエ解析
¥ 40,000
11月7日(水曜日)
9:30 am – 5:30 pm
複屈折マッピングとエリプソメトリー入門
¥ 40,000
11月7日(水曜日)
9:30 am – 5:30 pm
ホログラフィー入門
計算機ホログラムとデジタルホログラフィー
¥ 40,000
物理光学コースを3日間通してご受講の際は¥110,000 にて受講頂けます。
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*“固体レーザ入門”と”非線形波長変換入門”を共に受講される際は合計¥ 40,000 にて
受講頂けます。
受講料には、講義、講義資料、が含まれています。
各コースの終了時に受講証明書をお渡し致します。
幾何光学及び光学測定コース
コースプログラム、日程、及び費用
11月5日(月曜日)
9:30 am – 5:30 pm
11月5日(月曜日)
9:30 am – 5:30 pm
幾何光学と光学系レイアウト
¥ 44,000**
テキストブック代金を含みます
偏光入門
¥ 40,000
11月5日(月曜日)
9:30 am – 5:30 pm
光学干渉測定法入門
¥ 40,000
11月6日(火曜日)
9:30 am – 5:30 pm
11月6日(火曜日)
9:30 am – 5:30 pm
光学収差と像評価
¥ 44,000**
テキストブック代金を含みます
光学設計における偏光
¥ 40,000
11月7日(水曜日)
9:30 am – 5:30 pm
高開口数光学系設計入門
¥ 40,000
幾何光学及び光学測定コースを3日間通してご受講の際は、¥110,000 にて受
講頂けます。ただし、幾何光学と光学系レイアウトおよび、光学収差と像評
価を受講される場合は別途テキストブック代金(4000円)をご負担いた
だきます。
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**“幾何光学と光学系レイアウト”と”光学収差と像評価”を共に受講される際は合計
¥ 84,000 にて受講頂けます。
受講料には、講義、講義資料、が含まれています。
各コースの終了時に受講証明書をお渡し致します。
開催場所: 品川インターシティ
〒108-6105 港区港南 2-15-4
品川インターシティ ホール棟
地下 1 階 会議室 1~4
http://www.sicity.co.jp/index.html
http://www.sicity.co.jp/i/index_i.html
電車でのご来場が便利です。
JR 品川駅下車、港南口より品川インターシティ スカイウェイ
にて徒歩 8 分
(歩行者専用通路)
普通車用の駐車料金は最初の1時間は100円、1日の最大料金は1800円です。品川インターシティの駐
車収容台数は700台です。
http://www.sicity.co.jp/k/index_k.html
レストランはショップ・レストラン棟の1階から5階にあります。
http://www.sicity.co.jp/h/index_h.html
ご宿泊は各自にてご手配頂きますようお願い申し上げます。
路線図
新東京国際空港~品川間:成田エクスプレスで 53 分
羽田空港~品川間:京浜急行羽田線で約 14 分
東京モノレール天王洲駅から 19 分
首都高速 1 号羽田線・芝浦ランプから約 2km
成田空港からのシャトルバスもございます。
http://www.limousinebus.co.jp/en/platform_searches/index/2/38
Course Faculty from University of Arizona
Russell A. Chipman
rchipman@optics.arizona.edu
Professor, Optical Sciences
University of Arizona
Course Director
チップマン教授は College of Optical Sciences の偏光研究室を主宰。本研究室では偏光機能素子、液晶、偏光による収差などが研究
テーマとなっている。JDS Uniphase 社、ジョンソン・アンド・ジョンソン社では光学関連部門のマネージャーとして、また、アラ
バマ大学ハンツビル校では物理学教授としての経歴もある。 分光偏光測定機やイメージ偏光測定機の開発を手がけ、ファイバー
用光学部品、ウェーブガイド、液晶、偏光機能部品、及び自然界の偏光に関する研究に従事。光学の分野で12の特許を持つ。
MITを卒業、アリゾナ大学光科学学部で修士、博士の学位を得る。OSA及びSPIEのフェローをつとめ、Applied Optics の
編集委員(Topical Editor)でもある。2007年度、偏光の研究によりストークス賞を受賞。OSA偏光工学グループのチェアで
もある。
John E. Greivenkamp
greiven@arizona.edu
Professor, Optical Science & Ophthalmology
University of Arizona
グリービンキャンプ教授は、アリゾナ大学において、学部生向け、および,大学院生向けの、幾何光学と光学システム設計のコー
スの教鞭をとっている。1980年オプティカルサイエンスセンター(College of Optical Sciences の前身)で博士号を取得後、イ
ーストマン・コダック社に入社。SPIE (the International Society for Optical Engineering and of the Optical Society of America)フェロ
ー。グリービンキャンプ教授は、“SPIE フィールドガイドシリーズ”の編者であり、また、“フィールドガイド幾何光学“の
著者である。干渉測定法、光学試験、光学加工、眼科光学、光学測定システム、光学システム設計、電子撮影システム光学など
の研究に従事。
Yushi Kaneda
ykaneda@optics.arizona.edu
Associate Research Professor, Optical Sciences
University of Arizona
金田准教授は2004年以来アリゾナ大学カレッジオブオプティカルサイエンスにてその職にある。アリゾナ大学に先立っては、
NP Photonics 社及びソニー株式会社に勤務。東京大学にて学士並びに博士号を、スタンフォード大学にて修士号をそれぞれ応用
物理学の分野で取得。 経歴としては、レーザーデバイス、特に固体レーザー(ロッド、スラブ、ファイバー並びにディスク)及
び 非線形周波数変換に従事。約50の論文の執筆と18の特許を取得。
Yuzuru Takashima
ytakashima@optics.arizona.edu
Associate Professor, Optical Sciences
University of Arizona
高島准教授は2011年以来アリゾナ大学カレッジオブオプティカルサイエンスにてその職にある。現在、光科
学部でのコアコース:光学設計の授業、および、大学院向けのナノフォトニックマルチスケール光学システム設計の授業を担当、
アリゾナ大学に先立っては、スタンフォード大学において研究スタッフとしてページ記録型、およびビット記録型超高密度ホログ
ラフィック光情報記録システムの光学設計・実装や、ナノ加工技術を応用した紫外線―電子変換デバイスの光学設計、開発に従事。
また、株式会社東芝にて光学技術者として光学素子の超精密加工・評価、および、光学関連製品の開発に従事。京都大学にて学士
号を物理学の分野で、スタンフォード大学にて修士号と博士号を電気工学の分野で取得。 6件の日本国および米国特許を取得。
Scott Tyo
tyo@optics.arizona.edu
Professor, Optical Sciences
University of Arizona
J. スコット タイヨ教授は2006年よりアリゾナ大学 College of Optical Sciences の教授を務めており、それに先立っては、ニュ
ーメキシコ大学アルバカーキー校で教授職にあった。学究界に身をおく前にはアメリカ空軍の将校として、先進的光学及びマイク
ロ波システムの研究開発に従事。タイヨ教授はリモートセンシングに関する、イメージング、レーダー、センサー及びその他実現
技術等の幅広い分野で、100以上の研究論文を発表。IEEEのシニアメンバーであり、SPIEのフェローも務める
James C. Wyant
jcwyant@optics.arizona.edu
Professor, Optical Sciences
University of Arizona
ワイアント教授はアリゾナ大学オプティカルサイエンスセンターのディレクター(1999-2005)および学部長(2005-2012)を歴任
した。1965年、ケイス・ウェスタン・リザーブ大学を卒業。ロチェスター大学にて光学の分野で、67年修士、68年博士号
を取得。ワイコ社(WYCO Corp.) の共同創立者の一人で、84年から97年まで社長を務める。4Dテクノロジー社の共同創立者
の一人でもあり、現在、取締役会長でもある。National Academy of Engineering のメンバー、 OSA (Optical Society of America), SPIE
(International Society of Optics and Photonics), The Optical Society of India のフェロー。 Optical Society of Korea の名誉会員。Applied
Optics の主席編集委員。2010 年の OSA プレジデント、および、1986年の SPIE プレジデント。2010 年以来、ケイス・ウェス
タン・リザーブ大学の Board of Trustees メンバー。受賞歴としては OSA Joseph Fraunhofer Award; SPIE Gold Medal; SPIE Technology
Achievement Award; and SPIE Chandra Vikram Award, The University of Rochester College of Engineering Distinguished Alumnus Award.
Doctorado Honoris Causa from the Instituto Nacional de Astrofisica, Optica y Electronica in Puebla, Mexico, Arizona’s “Innovator of the Year”
Product Award; the Tom Brown Excellence in Entrepreneurship Award; the University of Arizona Technology Innovation Award; The Arizona
Technology Council William F. McWhortor Award など多数。
Course Faculty from Utsunomiya University
Yukitoshi Otani
otani@cc.utsunomiya-u.ac.jp
Professor, Center for Optical Research and Education (CORE)
Utsunomiya University
大谷教授は東京農工大学より 1990 年に修士の学位を、1995 年に東京大学より博士の学位を取得。HOYA 株式会社を経て、2010 年
まで東京農工大学にて准教授。2004 年から 2005 年に、アリゾナ大学光科学部 Visiting Professor。2010 年より宇都宮大学オプティ
クス教育研究センター教授。2011 年より、フォトロン社の技術顧問。現在の研究分野は偏光計測およびオプトメカトロニクスを
含む。2010 年より SPIE フェロー。
Yoshio Hayasaki
hayasaki@opt.utsunomiya-u.ac.jp
Professor, Digital optics, optical metrology, and laser material processing.
Utsunomiya University
早崎教授は筑波大学にて学士、修士、および、博士の学位を応用物理学の分野で取得。理化学研究所、および、徳島大学を経て、
現在、宇都宮大学オプティクス教育研究センター教授。主な研究分野は、光学システムと計算機システムの融合、フェムト秒ホロ
グラフィックレーザ加工、デジタルホログラフィックナノスコープ、および、光メモリ。
Toyohiko Yatagai
yatagai@cc.utsunomiya-u.ac.jp
Professor and Director, Center for Optical Research and Education (CORE)
Utsunomiya University
谷田貝教授は東京大学にて学士、および、博士の学位を応用物理学の分野で、1969 年および 1980 年に取得。
1970 年から 1983 年まで理化学研究所に所属。1983 年から筑波大学の応用物理学科にて光学機器、および、光学情報処理の研究に
従事。2007 年に宇都宮大学にてオプティクス教育研究センター設立。SPIE, OSA,
JSAP フェロー。現在の研究分野は、光学測定、3 次元イメージングおよびディスプレイ、ホログラフィックメモリなど。
アリゾナ大学 Optical Sciences 通信教育プログラム
-
日本にいながらにして本校大学院の講義が受けられます -
光学設計&測定ショートコースプログラムに興味をお持ちのエンジニアの皆様の中には、本校の通信教育プロ
グラムにもまた興味をお持ち頂ける方がいらっしゃるかもしれません。光科学部(College of Optical Sciences)
では、各学期毎に世界中の方々に向けて、ビデオ録画による大学院レベルの講義をご提供しております。学生
はまず各学期の講座に受講登録します。各講義が終了する度に、講義内容はCDまたは、インターネットでの
ダウンロードによって登録学生に提供されます。学生へ課されるホームワークはEメールまたはファックスに
よって提出し、採点されて返却されます。小試験や期末テストは皆様の勤務地またはその近くの場所で受験し
て頂けます。本校通信教育プログラムは、College of Optical Sciences の卓越した教育を世界中の学生に配信しま
す。
http://www.optics.arizona.edu/academics/videoclasses.htm
物理光学コース
フーリエ光学とオプティカル・コヒーレンス・トモグラフィ
谷田貝豊彦
2012 年 11 月 5 日


(月曜日)
午前 9:30 –午後 5:30
日本語による講義
日本語の講義資料
本コースはスカラー波の回折と、そのフーリエ理論による取り扱いを学習します。さらに、結像における線型理論と、
その光学情報処理への応用を学びます。続いて、干渉計測、分光計測、高速光情報処理、および、オプティカル・コ
ヒーレンス・トモグラフィへの応用を解説します。
学習の成果/学習の目的
本講座では次の成果を目標とします:
-
結像系、空間時間現象、光学測定システムを周波数領域とフーリエ変換により記述できる。
回折現象をフーリエ変換、コンボリューション、および、アンギュラースペクトラムの概念により理解
し、計算ができる。
-
線型信号処理における様々な手法を光学測定および光学結像に適用できる。
空間周波数領域、および、時間周波数領域の類似性を理解する。
対象とする受講者:
フーリエ変換、結像における線型理論、ホログラフィー、回折現象の数値計算、高度な干渉縞解析、空間―時間領域
信号処理、および、オプティカル・コヒーレンス・トモグラフィの知識を必要とされる
エンジニア、研究者の方々を対象とします。
講座のレベル: 大学学部程度
基礎物理光学
Scott Tyo
2012 年 11 月 6 日



(火曜日)
午前 9:30 – 午後 5:30
講義は英語です。
英文の講義資料をご提供致します。
質疑応答は日本語で行います。
この講義では画像形成システムの物理光学的解析手法に関する基礎的な数学的及び物理学的概念を学習します。フラ
ウンホーファー及びフレネル回折からスタートし、フーリエ光学、結像系の空間周波数表記へと展開します。
学習の成果/学習の目的
本講座では次の成果を目標とします:
-
マックスウエル方程式の、特に光学分野で重要な解を導出する。
ホイヘンスの原理、スカラー回折、フレネル近似、フラウンホーファー近似を理解する。
空間的にコヒーレントもしくはインコヒーレントな光源を用いた結像系の性能を予測することが可能と
なる。
結像光学システムを記述するために、フーリエ光学と線形システムの原理を使用することができる。
離散近似を用いた回折現象の数値解析をPCソフトウェア上で実行できる。
対象とする受講者:
このコースは、基本的な物理光学のコンセプトおよびそれらが画像形成システムにどのように応用されているかに興
味をもたれているエンジニア、研究者、管理職、専門職の方々を対象とします。
講座のレベル: 大学学部程度
固体レーザ入門
金田有史
2012 年 11 月 6 日


(火曜日) 午前 9:30-午後 12:30
日本語による講義
日本語の講義資料
この入門コースでは基本的なレーザの動作を解説し、実用的な固体レーザデバイスを概説します。コース前半でレー
ザの動作原理を理解し、異なる動作モードを学びます。後半では実用されている実施例を解説すると共に固体レーザ
の異なる構造(ロッド、スラブ、ディスク、ファイバ)のものを紹介し、それらの特徴を述べるとともに比較します。
実用的なレーザデバイスを学ぶことに注力します。
目標
このコースを受講した後に:
-
レーザの動作原理を理解すること
実用的なレーザの構造を理解すること
レーザの構成部品の機能を理解すること
が可能になることを目標とします。
対象とする受講者:
このコースはレーザの実践的な知識を求めるエンジニア、研究者、あるいは管理者を対象とします。
講座のレベル: 初級
非線形波長変換入門
金田有史
2012 年 11 月 6 日


(火曜日) 午後 1:30–午後 5:30
日本語による講義
日本語の講義資料
この入門コースでは基本的な非線形光学効果と非線形波長変換の仕組みを解説し、実用的な波長変換デバイス、波長
変換レーザを概説します。コース前半で非線形光学効果の原理を理解し、 特定の波長変換のために材料が満たさなけ
ればならない条件を理解します。後半では高効率波長変換のためのいくつかの異なる手法を学び、実用されている実
施例を解説すると共にそれらの理解を深めます。実用的な非線形波長変換技術を学ぶことに注力します。
目標
このコースを受講した後に:
-
非線形波長変換の原理を理解すること
実用的な波長変換デバイスの構成と構造を理解すること
効率のよい波長変換のために何が大切なのかを理解すること
が可能になることを目標とします。
対象とする受講者:
このコースは非線形波長変換技術及び非線形波長変換レーザの実践的な知識を求めるエンジニア、研究者、管理者あ
るいは技術補助員を対象とします。
講座のレベル: 初級
光学における線型システムとフーリエ解析
Scott Tyo
2012 年 11 月 7 日



(水曜日)
午前 9:30 –午後 5:30
講義は英語です。
英文及び日本語での講義資料をご提供致します。
質疑応答は日本語で行います。
このコースは光学技術者の方々にとって必要不可欠な線型システムの理論を学びます。まずフーリエ級数とフーリエ
変換を学び、続いて、コンボリューション、コリレーション、および、フィルタリングを学びます。また、これらの
コンセプトがどのように光学に応用されているかを解説します。加えて、サンプリング、および、離散フーリエ変換
を解説します。これらの基本的事項の回折現象や結像への応用例を学びます。具体的には、回折現象の基礎について
の復習からスタートし、コヒーレント並びにインコヒーレント結像系、回折格子、及びホログラムの特性を記述する
ために線型システムの理論がどのように用いられるかを学習します。
学習の成果/学習の目的
本講座では次の成果を目標とします:
-
物理関数の空間周波数領域のふるまいを理解する。
フーリエ変換における重要な関数の空間領域、周波数領域の対を理解する。
離散的信号処理のために連続信号をサンプルし離散信号に変換する。
イメージをその空間周波数の面から記述する。
空間的フィルタリング機能の光学システムの特性を予測する。
線型システム理論を物理的問題に適用し、光学系の特性を予測する。
グレーティングによる回折やホログラムによる像形成などの回折現象を記述するためにフーリエ変換の
手法を活用する。
画像形成システムの解像限界を記述するためにフーリエの手法を用いる。
対象とする受講者:
このコースは、基本的な物理光学のコンセプトをお持ちのエンジニア、研究者、管理職、専門職の方々で、そのコン
セプトを更に高度な光学における問題解決に適用することに興味をお持ちの方々を対象とします。 このコースを受
講される方はフーリエ変換と線型システムの基礎知識をお持ちであることが望まれます。
講座のレベル: 大学学部程度
複屈折マッピングとエリプソメトリー入門
大谷幸利
2012 年 11 月 7 日


(水曜日) 午前 9:30 – 午後 5:30
日本語による講義
日本語の講義資料
本コースでは、複屈折マッピング計測とエリプソメトリに関する種々の問題を取り扱います。偏光計測の基礎を復習
し、ストークスパラメータ、ミューラー行列、ジョーンズベクトル、および、ジョーンズ行列について解説します。
さらに、偏光光学素子、光弾性光変調器、液晶素子、および、光ヘテロダイン法を利用した、各種の複屈折マッピン
グ計測装置、および、分光偏光計について解説します。
学習の成果/学習の目的
本講座では次の成果を目標とします:
-
複屈折マッピング計測とエリプソメトリの概念を理解する。
複屈折とエリプソメトリパラメータを偏光によって記述できる。
偏光計測にストークスパラメータ、ミューラー行列、ジョーンズベクトル、および、ジョーンズ行列を
応用できる。
対象とする受講者:
このコースは、偏光計測に興味をお持ちのエンジニア、研究者の方々を対象とします。
講座のレベル: 入門、大学学部程度
ホログラフィー入門、計算機ホログラムとデジタルホログラフィー
早崎 芳夫
2012 年 11 月 7 日


(水曜日) 午前 9:30 – 午後 5:30
日本語による講義
日本語の講義資料
本コースでは、ホログラムの記録および再生プロセスの原理、および、その応用について解説します。計算機ホログ
ラム、および、デジタルホログラフィは、ホログラムの記録、再生がそれぞれ計算機上行われる場合に相当します。
これらは、近年、先端的な光学測定、および、加工技術の領域において、ますます重要性が増しています。コース前
半では、ホログラフィーにおける種々の重要なテクニックについて解説します。コース後半では、実際的な応用例を
多数紹介します。
学習の成果/学習の目的
本講座では次の成果を目標とします:
-
ホログラフィー、計算機ホログラムとデジタルホログラフィーの概念を習得する。
ホログラフィー、計算機ホログラムとデジタルホログラフィーの応用例を理解する。
ホログラフィー、計算機ホログラムとデジタルホログラフィーを将来的なプロジェクトに応用できるよ
うになる。
対象とする受講者:
このコースは、光を空間的、および、時間的に制御することに興味をお持ちのエンジニア、研究者、専門職の方々を
対象とします。
講座のレベル: 大学学部程度
幾何光学及び光学測定コース
幾何光学と光学系レイアウト
John E. Greivenkamp
2012 年 11 月 5 日


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(月曜日)
午前 9:30 –午後 5:30
講義は英語です。
英文及び日本語での講義資料をご提供致します。
質疑応答は日本語で行います。
この講座では、結像光学システムがどのように機能するかを理解する上で必要となる原理及び背景について学習しま
す。光学的結像システムは、ガウスの主要点によってまたは近軸光線追跡によって容易に計算することができます。
これらの原理は、複数のコンポーネントシステムのレイアウト設計や解析にも拡張できます。この講座では薄肉レン
ズを用いた結像系と薄肉レンズシステム、絞りと瞳、アフォーカルシステム、及び放射伝達に関するトピックを学習
します。光学システムの例を数多く取り上げてご説明します。必要とされるコンポーネントやそれらのレイアウトを
決定するプロセスによって、光学システムのファーストオーダーのレイアウトに到達し、またそれを理解するための
簡単な手法を学習します。このプロセスによって、所期のサイズの像を所期の位置に形成することができます。光学
システム設計の実用面に特に重点を置きます。.
受講者には英語の講座資料と、日本語版テキスト「フィールドガイド幾何光学」(グリービンキャンプ著)をご提供
致します。
学習の成果:
本講座では次の成果を目標とします:
-
倍率、物体-像間距離、焦点距離等を含む機器の要求仕様を決定する
光路を図示し、簡単な光線追跡を実施する。
回折現象、肉眼やスループット限界によって光学システムに課された性能上の限界を記述する。
複数コンポーネントシステムの結像特性を予測する。
各エレメントの必要径を決定する
レイアウトの原理を望遠鏡、顕微鏡、拡大鏡、フィールドレンズ、リレーレンズ、ズームレンズ、アフ
ォーカル系等さまざまな光学装置に応用する。
光学システムの設計及びレイアウトのプロセスを理解する。
対象とする受講者:
この講座は光学システムを使用する必要のある方、または設計する必要のある方で、光学システムによる画像形成の
原理を理解しようとされる方でしたら、どなたでも受講頂けます。光学に関する知識は不要で、簡単な数式(代数、
幾何、三角法)のみを用います。コース終了時には、これらの技法を用いた、比較的洗練された光学システムの設計
と解析が可能になります。
講座のレベル: 入門
偏光入門
Russell A. Chipman
2012 年 11 月 5 日



(月曜日)
午前 9:30 –午後 5:30
講義は英語です。
英文及び日本語での講義資料をご提供致します。
質疑応答は日本語で行います。
この入門コースでは、偏光、偏光素子、偏光測定の基礎について学習します。
偏光素子と偏光測定の実用的側面に重点を置きます。ポアンカレ球、ストークスベクトル、ミュラー行列の数学的な
基礎を説明し、偏光と偏光素子をそれらを用いて記述します。偏光板と位相差板を取り上げ、その主な用途を説明し
ます。偏光素子の非理想特性、液晶、複屈折膜について例をあげて説明します。偏光測定のためのストークス偏光計、
および、偏光素子の評価、および、偏光を用いる光学系の評価のためのミュラー行列偏光計の詳細を解説します。
学習の成果:
本講座では次の成果を目標とします:
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基本的な偏光素子である偏光板、1/4 波長・1/2 波長位相差板、円位相差板、偏光解消板の機能を理解す
る。
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光学機器および自然環境における直線偏光、円偏光、楕円偏光を記述するのに、ジョーンズベクトル、
ストークスベクトルを使うことができる。
干渉計における偏光の干渉を理解する。
ミュラー行列を使い複数の偏光素子からなる光学素子をシミュレーションする。
偏光素子の一般的な欠陥とその欠陥の測定・評価の方法を理解する。
液晶セルや他の偏光
対象とする受講者:
本講座は、偏光の入門的知識が必要なエンジニア、研究者、管理職の方々を対象とします。
講座のレベル: 入門
光学干渉測定法入門
James C. Wyant
2012 年 11 月 5 日
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(月曜日) 午前 9:30 – 午後 5:30
講義は英語です。
英文の講義資料をご提供致します。
質疑応答は日本語で行います。
本講座では干渉を用いた光学測定について紹介します。特に光学測定干渉計の基礎、位相シフト干渉法の概念、平板、
球体、ウィンドウ、プリズム、コーナーキューブ等の測定、長波長干渉測定法、非球面測定法、表面微細構造の測定、
および、平面、球面、表面粗さの絶対測定等について学習します。
コース概要:
序論
光学測定のための基本的な干渉計
- 2光束干渉
- フィゾー、トワイマン-グリーン干渉計
- 平面及び球面測定の基礎技術
- Mach-Zehnder, 散乱プレート, および Smartt 干渉計
- シェアリング干渉計
- 標準的なインターフェログラム
位相シフト干渉法
- 干渉縞解析の古典的方法
- 干渉縞解析アルゴリズムの基礎
- 位相の不明確さの除去
- シングルショット位相シフト(振動による影響の低減)
特殊な光学測定
- ウィンドゥ、プリズム、コーナーキューブの測定
- 曲率半径の測定
- 屈折率の不均一性の測定
- シリンドリカル面の測定
長波長干渉測定法
- 利用可能な波長域
- 赤外線光学系の測定
- 粗い光学面の測定
非球面測定法
- 非球面形状の記述式
- 非球面測定技術とその説明
- 光学測定におけるソフトウエアの必要性
- 非球面測定技術の適用限界
表面微細構造の測定
- 非接触式光学プロファイラー
- 白色干渉計
- 垂直走査光学プロファイラー
絶対測定
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平面形状
球面形状
表面粗さ
結び
- 直接位相干渉測定法の適用限界
- 覚えておきたい重要事項
- 参考資料
学習の成果:
この講座では次の成果を目標とします。
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干渉光学測定法の基本概念に関して解説できる。
位相シフト干渉測定法に関してそのパワー、能力、及び限界を理解する。
振動、乱流が存在する環境下でいかにして干渉光学測定を行うかを学ぶ。
ミラー、レンズ、ウィンドゥ、プリズム、コーナーキューブの測定技術を理解する。
屈折率の不均一性の測定技術を理解する。
様々な非球面測定技術を比較しながら理解する。
表面微細構造の測定に関する機能と技術とを理解する。
平面形状、球面形状、および、表面粗さの絶対測定方法を理解する。
直接位相干渉測定法の現在の最新技術について記述できる。
対象とする受講者:
最新の光学干渉測定法に関する技術、様々な光学測定の利点と欠点を理解したいエンジニア、研究者、及び管理職の
方々。
講座のレベル: 入門
光学収差と像評価
John E. Greivenkamp
2012 年 11 月 6 日
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(火曜日) 午前 9:30 – 午後 5:30
講義は英語で行います。
日本語の講義資料をご提供致します。
数回の質問休憩では Greivenkamp 教授への質疑が英語、日本語で可能です。
この講座では、(「幾何光学と光学系レイアウト」の講座内容である)光学システム設計のファーストオーダーでの
取扱いよりさらに進んで、収差が結像光学系の特性に与える影響について学習します。光学材料の分散特性を元に、
光学系の色収差に関して解説します。さらに、色消しの薄肉レンズを設計法を解説します。波面収差、光線収差の概
念を先ずご紹介し、3次収差の各項について議論します。レイファン、ウェーブファン及びスポットダイアグラムに
ついてもご紹介します。収差がある場合の結像光学系の焦点近傍での特性について学習します。結像特性評価のため
の種々の評価関数を理解し、さらに、収差がそれらの評価関数に与える影響について検討を行います。
受講者には英語の講座資料と、日本語版テキスト「フィールドガイド幾何光学」(グリービンキャンプ著)をご提供
致します。
学習の成果:
本講座では次の成果を目標とします:
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色収差とその原因を理解する。
色消しの薄肉レンズを設計する。
レイファン、ウェーブファンの概念を理解する。
3次収差の各項を理解する:球面収差、コマ、非点収差、像面湾曲および歪曲収差
各収差に関して、レイファン、ウェーブファンをグラフ化する。
各収差のスポットダイアグラムを描写する。
収差がある場合の焦点近傍での光学系の特性を理解し、最適な像面位置を決定する。
結像特性評価のための種々の評価関数を理解する。
対象とする受講者:
光学システムによって形成されたイメージの品質に対する収差の影響を理解する必要がある、エンジニア、研究者の
方々。光学システム設計のファーストオーダーでの取扱いをある程度理解されていることを前提としています。
講座のレベル: 入門
光学設計における偏光
Russell A. Chipman
2012 年 11 月 6 日
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(火曜日) 午前 9:30 –午後 5:30
講義は英語です。
英文の講義資料をご提供致します。
質疑応答は日本語で行います。
本講座では、光学系における偏光効果の計算・解析に関連する問題の概要についての講義を行います。
偏光光線追跡の基本的なコンセプトを解説し、その種々の応用例を紹介します。偏光光線追跡によって光学素子、偏
光光学素子、応力複屈折やその他の偏光効果を解析することが可能です。
多くの光学系では偏光がクリティカルな要因です。したがって偏光について細心の注意が必要です。このような光学
系には、液晶プロジェクター、微細リソグラフィとデータストレージにおける高 NA 光学系、DVD プレーヤー、細胞
組織や混濁媒体へのイメージング、光コヒーレンス・トモグラフィ(断層映像法)、干渉計が含まれます。
薄膜と単軸結晶が引き起こす偏光収差は、いくつかの市販の光学設計ソフトで評価することがすでに可能ですが、こ
のルーチンは複雑であるため、出力フォーマットや利用の可能性について知らない光学エンジニアが大多数です。本
コースではこれらの商用プログラムの出力の見方についても解説を行います。さらに、偏光光線追跡ルーチンによっ
て、複雑な光学問題を扱う技術者グループの間で、偏光特性と偏光仕様を、誤りなく共有・伝達することが可能とな
ります。偏光に関する技術的な仕様の共有・伝達の方法の確立により、複雑なシステムの開発速度が速くなります。
学習の成果:
この講座では次の成果を目標とします。
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以下の重要な光学素子における偏光効果を理解する
o レンズ、ミラー
-
o 薄膜コーティング
o 偏光光学素子
o コーナーキューブ
o 回折格子
o 液晶セル
o 応力複屈折
一連のレンズ、ミラー、偏光素子、異方性材料を通過する光線に沿った偏光変化を追う方法を理解する。
薄膜コーティングされた光学素子群を通過する光線についてのジョーンズ行列の計算、機械偏光、偏光
収差の分析について学ぶ。
偏光状態に依存する点像関数(Point Spread Function)と変調伝達関数(Modulation Transfer Function)の計算
方法について理解する。
Maltese cross, linear polarization tilt といった、基本的な偏光起因収差パターンを理解する。
クロスフォールディングミラーなどの偏光起因収差を低減するために有用な光学系配置を理解する。
光学系について適切な偏光仕様を策定する。
対象とする受講者:
この講座は、偏光概念を理解し光学系に応用が必要な、科学者、エンジニアの方々を対象とします。受講者の方々に
は、光学系、光線追跡、収差、偏光光学素子、および線形代数の基礎的な知識をお持ちであることを前提としていま
す。
講座のレベル:中級
高開口数光学システム設計入門
高島 譲
2012 年 11 月 7 日
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(水曜日) 午前 9:30 – 午後 5:30
講義は日本語で行います。
日本語の講義資料をご提供致します。
この講座は、光学収差の知識(「幾何光学と光学系レイアウト」および「収差論と像評価」、の講座内容)を、レン
ズ設計の数々の具体的な手法に結びつけることによって、受講者の皆様が光学システム設計に必要とされる知識を得
ることを目的とします。レンズの形状や、個々のレンズエレメントの配置は、収差量と密接に関連しています。この
関連を具体的に理解することにより、光学系の最適設計解を見通し良く求めることが可能になります。それらの設計
解をもとに、光学設計ソフトウエアにより自動設計を行うことにより、さらなる最適化が効率良く可能となります。
これらの知識は、レンズ設計だけでなく、日常業務として光学系を構築する必要のある技術者、研究者の方々にもと
ても有用です。なぜなら、この知識を利用して、カタログレンズから最適な光学素子を選択し、それらを最適配置す
ることにより、高性能かつ低価格な光学系を短期間に構築することが可能となるからです。本講座では、まず、光学
システム設計の一般的な手順を解説します。その後、3 次の光学収差とレンズのパラメータとの関係を解説します。
加えて、医用光学系や、高密度光記録などに用いられる高開口数のレーザ光学系を構築する際に有用となる数々のテ
クニックについて解説します。
学習の成果:
本講座では次の成果を目標とします:
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光学設計の手順を理解する。
3次収差:球面収差、コマ、非点収差、像面湾曲および歪曲収差とレンズパラメータの関係について理解
する。
各3次収差を補正する方法について理解する。
高 NA 光学系の設計手法について理解する。
カタログレンズを用いて高性能な光学系を設計する手法を理解する。
対象とする受講者:
レンズ設計手法の基礎、および、それらの原理を収差の補正に応用する方法の理解を必要とされるエンジニア、研究
者、管理者の方々、また、特に、カタログレンズを用いて高性能な光学システムを構築する必要のあるエンジニア、
研究者の方々。本講座に加えて、「光学系レイアウト」および「光学収差と像評価」を同時に受講されるとさらに理
解が深まり効果的ですのでお勧めします。
講座のレベル: 入門
参加お申込み、ご質問等
ショートコースのお申込み、銀行振込み、領収書、その他日本語でのお問合せは、下記窓口まで、お電話か、
電子メールでご連絡をお願い致します。
〒321-8585 栃木県宇都宮市陽東 7-1-2
宇都宮大学オプティクス教育研究センター内 先端光技術研究会
TEL:028-689-7074 FAX:028-689-7075
core@cc.utsunomiya-u.ac.jp(担当:田澤)
ショートコースの技術的内容に関する日本語でのお問合せは、
高島譲
ytakashima@optics.arizona.edu
1-520-626-6992 (USA)
大谷幸利
otani@cc.utsunomiya-u.ac.jp
028-689-7136
ショートコースの技術的内容に関する英語でのお問合せは、
Prof. Russell Chipman
russell.chipman@optics.arizona.edu
1-520-626-9435(USA)
最新のご案内、及び英文の案内書はショートコースのホームページに掲載致します。
http://www.optics.arizona.edu/tokyo_short_courses
アリゾナ大学 College of Optical Sciences に関する情報は、下記のアドレスからご覧
頂けます。
http://www.optics.arizona.edu/
銀行振込先
栃木銀行にて、下記の内容にて振込送金願います。
銀行名
支店名
口座
口座名義人
栃木銀行
陽東桜ヶ丘支店
普通預金 1020611
先端光技術研究会
(金融機関コード 0517)
(支店コード 063)
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光技術研究会がアリゾナ大学と宇都宮大学にかわり維持管理している銀行口座です。
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