| 1. 光エレクトロニクスの生い立ち |
| 1.1 光エレクトロニクスの誕生 1 |
| 1.2 光エレクトロニクスの発展 2 |
| 2. レーザ光の特徴 |
| 2.1 自然光とレーザ光 6 |
| 2.2 単色性 8 |
| 2.3 指向性 10 |
| 演習問題 12 |
| 3. 光波動と光線 |
| 3.1 波動光学による取扱い 13 |
| 3.1.1 マクスウェルの方程式 13 |
| 3.1.2 平面波 15 |
| 3.1.3 偏光 17 |
| 3.1.4 光波のエネルギー 19 |
| 3.2 光線光学による取扱い 21 |
| 3.2.1 光線と波面 21 |
| 3.2.2 光線方程式 23 |
| 3.2.3 光線の性質 24 |
| 3.3 反射と屈折 25 |
| 3.3.1 ホイヘンスの原理 25 |
| 3.3.2 反射･屈折の法則 26 |
| 3.4 干渉とコヒーレンス 30 |
| 3.4.1 2光波による干渉縞 30 |
| 3.4.2 可干渉性(コヒーレンス) 33 |
| 3.5 回折 37 |
| 3.5.1 回折現象 37 |
| 3.5.2 回折公式 38 |
| 3.5.3 単スリットからの回折 39 |
| 3.5.4 円形開口からの回折 41 |
| 3.5.5 周期構造からの回折(ブラッグ回折) 42 |
| 3.6 集光 45 |
| 3.6.1 レンズによる集光 45 |
| 3.6.2 空間的コヒーレンスと集光 47 |
| 3.7 光学系と力学系の対応 48 |
| 演習問題 48 |
| 4. 光導波 |
| 4.1 光波の閉じ込めと光導波 50 |
| 4.2 導波モード 52 |
| 4.2.1 全反射 52 |
| 4.2.2 固有値方程式 53 |
| 4.2.3 実効屈折率と界分布 56 |
| 4.2.4 導波モードのカットオフ 59 |
| 4.3 チャネル光導波路 61 |
| 4.4 光ファイバ 62 |
| 4.4.1 種類と特長 62 |
| 4.4.2 導波モード 63 |
| 4.4.3 固有値方程式 64 |
| 4.4.4 単一モード光ファイバ 65 |
| 4.4.5 分布屈折率多モード光ファイバ 66 |
| 演習問題 67 |
| 5. レーザの発振原理 |
| 5.1 光波と電子の相互作用 68 |
| 5.2 自然放出，誘導放出および誘導吸収 69 |
| 5.3 反転分布 71 |
| 5.4 光増幅利得 72 |
| 5.5 光共振器と光子寿命 74 |
| 5.6 発振条件 76 |
| 演習問題 78 |
| 6. レーザ，発光ダイオードおよび光増幅素子 |
| 6.1 レーザの分類 79 |
| 6.2 気体レーザ 81 |
| 6.2.1 代表的な気体レーザ 81 |
| 6.2.2 動作原理 82 |
| 6.2.3 構造と特性 83 |
| 6.3 固体レーザ 85 |
| 6.3.1 ランプ光励起固体レーザ 85 |
| 6.3.2 半導体レーザ励起固体レーザ 86 |
| 6.4 半導体レーザ 88 |
| 6.4.1 代表的な半導体レーザ 88 |
| 6.4.2 電子遷移と化合物半導体結晶 89 |
| 6.4.3 動作原理と反転分布 91 |
| 6.4.4 光子の寿命時間とレート方程式 94 |
| 6.4.5 発振特性 96 |
| 6.4.6 半導体レーザの展開 103 |
| 6.5 光増幅素子 104 |
| 6.6 発光ダイオード 104 |
| 演習問題 106 |
| 7. 光受動素子 |
| 7.1 偏光素子 107 |
| 7.1.1 位相板 107 |
| 7.1.2 波長板 108 |
| 7.1.3 偏光子 109 |
| 7.1.4 光アイソレータ 111 |
| 7.2 波長フィルタ･分波素子 111 |
| 7.2.1 プリズム 111 |
| 7.2.2 干渉フィルタ 112 |
| 7.2.3 多層膜反射と分布ブラッグ反射 113 |
| 7.2.4 波長分波グレーティング 115 |
| 7.3 非相反素子 116 |
| 7.3.1 ファラデー効果 116 |
| 7.3.2 光アイソレータ 117 |
| 7.4 光検出器 118 |
| 7.4.1 光電効果 118 |
| 7.4.2 pinホトダイオードの構造 118 |
| 7.4.3 応答速度と検出感度 119 |
| 7.4.4 アバランシェホトダイオード 120 |
| 7.4.5 ホトダイオードアレイ 122 |
| 演習問題 122 |
| 8. 光制御素子 |
| 8.1 光変調 124 |
| 8.1.1 変調方式 124 |
| 8.1.2 機械的光変調器 125 |
| 8.1.3 音響光学光変調器 126 |
| 8.1.4 電気光学光変調器 129 |
| 8.1.5 その他の電気的光変調器 133 |
| 8.2 光ビーム走査 135 |
| 8.2.1 機械的走査 135 |
| 8.2.2 電気的走査 137 |
| 8.2.3 鏡･対象物移動による走査 140 |
| 演習問題 140 |
| 9. 光ファイバ通信 |
| 9.1 光ファイバ通信システム 142 |
| 9.2 コード変調と光パルス伝送 145 |
| 9.3 伝送帯域と分散 146 |
| 9.4 伝送損失 149 |
| 9.5 光多重化 150 |
| 9.6 光ファイバ増幅 152 |
| 9.7 アクセス系（FTTH） 153 |
| 9.8 その他の光通信技術 154 |
| 演習問題 155 |
| 10. 光メモリ |
| 10.1 光ディスクの特長 156 |
| 10.2 ピックアップ光学系 157 |
| 10.3 CDとDVD 159 |
| 10.4 光ディスクの記録方式 161 |
| 10.5 追記型光ディスク 162 |
| 10.6 相変化（PC）光ディスク 163 |
| 10.7 光磁気ディスク 163 |
| 10.8 光メモリの高記録密度化 165 |
| 演習問題 167 |
| 11. 光計測 |
| 11.1 距離･長さ計測 168 |
| 11.1.1 光パルス伝搬時間測定法 168 |
| 11.1.2 光強度変調法 169 |
| 11.2 変位計測 171 |
| 11.2.1 レーザ干渉計による微小変位計測 171 |
| 11.2.2 高精度干渉法 173 |
| 11.2.3 エンコーダ 174 |
| 11.3 速度計測 175 |
| 11.3.1 ドップラーシフトと速度計測 175 |
| 11.3.2 サニャック効果と角速度計測 177 |
| 11.4 面ひずみ計測 178 |
| 11.5 電気量計測 180 |
| 演習問題 181 |
| 12. レーザ応用機器 |
| 12.1 レーザビームシステムの基本構成 182 |
| 12.2 バーコード読取りシステム 183 |
| 12.3 レーザビームプリンタ 185 |
| 12.4 高品質カラー写真プリント 187 |
| 12.5 レーザビーム印刷製版 188 |
| 12.6 マイクロエレクトロニクスへの応用 190 |
| 付録 195 |
| 参考文献 197 |
| 演習問題略解 198 |
| 索引 206 |
