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1.

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東工大
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武者利光編 ; 井上昌次郎 [ほか] 共著
出版情報: 東京 : 森北出版, 1991.9-  冊 ; 19cm
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Vol.3
1 非平衡系のゆらぎ(北原和夫) 1
   1.1 はじめに 2
   1.2 線形減衰の仮説 4
   1.3 平衡系のゆらぎ 9
   1.4 非平衡系のゆらぎ 12
   1.5 プラズマ発展系 18
   1.6 おわりに 20
   Q and A 22
2 脳細胞活動のゆらぎと意識の制御(山本光璋) 27
   2.1 はじめに 28
   2.2 ネコの脳の"意識"状態の調べ方 29
   2.3 ニューロン活動 36
   2.4 ニューラル・ネットワークによるシミュレーション 50
   2.5 覚醒時のニューロン活動から見た調節系の機能 52
   2.6 レム睡眠の機能 56
   2.7 おわりに 58
   Q and A 58
3 神経パルス伝搬とゆらぎの制御(小杉幸夫) 61
   3.1 はじめに 62
   3.2 役に立つゆらぎ 62
   3.3 ゆらぎの発生と制御 67
   3.4 密度変調とバーガーズ方程式 71
   3.5 神経線維のフィルタ動作 80
   3.6 イカを追って 86
   3.7 おわりに 91
4 1/fゆらぎと音楽のかかわり(後藤慶一) 93
   (1/fゆらぎの音楽制作に関する報告)
   4.1 はじめに……武者先生との出会いについて 94
   4.2 電子楽器 コンピュータの普及とゆらぎの関係 97
   4.3 最初はゆらいでいた電子楽器 99
   4.4 ゆらがないデジタル楽器が主流へ 105
   4.5 電子楽器におけるゆらぎの再評価 110
   4.6 1/fゆらぎによる音楽制作に至る実験のプロセス 113
   4.7 コンピュータで作曲した1/fゆらぎのメロディによる音楽制作 117
   4.8 心拍データによって時間をコントロールする 120
   4.9 α波音楽1/fのゆらぎの音楽と称する商品のあまりに不透明な部分 125
   4.10 おわりに 128
   Q and A 128
5 音楽は聴手をどこまでだませるか(諫早俊夫) 131
   5.1 はじめに 132
   5.2 コンピュータで作成した譜面 132
   5.3 らしさを奏でる手法 138
   5.4 おわりに 147
6 1/fゆらぎ研究の楽しみ(武者利光) 149
   6.1 はじめに 151
   6.2 4種類のノイズ 152
   6.3 物理学の盲点にチャレンジ 154
   6.4 1/fゆらぎの国際会議を開催する 160
   6.5 1/fゆらぎ研究の楽しみ 163
   6.6 退官にあたって 199
Vol.3
1 非平衡系のゆらぎ(北原和夫) 1
   1.1 はじめに 2
2.

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Motoichi Ohtsu and Hirokazu Hori
出版情報: New York : Kluwer Academic/Plenum Pub., c1999  xii, 386 p. ; 24 cm
シリーズ名: Lasers, photonics, and electro-optics
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Chapter 1. Introduction
   1.1. Near-Field Optics and Photonics 1
   1.1.1. Optical Processes and Electromagnetic Interactions 1
   1.2. Ultra-High-Resolution Near-Field Optical Microscopy (NOM) 4
   1.2.1. From Interference-to Interaction-Type Optical Microscopy 4
   1.2.2. Development of Near-Field Optical Microscopy and Related Techniques 6
   1.3. General Features of Optical Near-Field Problems 10
   1.3.1. Optical Processes and the Scale of Interest 10
   1.3.2. Effective Fields and Interacting Subsystems 12
   1.3.3. Electromagnetic Interaction in a Dielectric System 15
   1.3.4. Optical Near-Field Measurements 20
   1.4. Theoretical Treatment of Optical Near-Field Problems 25
   1.4.1. Near-Field Optics and Inhomogeneous Waves 25
   1.4.2. Field-Theoretic Treatment of Optical Near-Field Problems 28
   1.4.3. Explicit Treatment of Field-Matter Interaction 32
   1.5. Remarks on Near-Field Optics and Outline of This Book 33
   1.5.1. Near-Field Optics and Related Problems 33
   1.5.2. Outline of This Book 34
   1.6. References 35
Chapter 2. Principles of Near-Field Optical Microscopy
   2.1. An Example of Near-Field Optical Microscopy 43
   2.2. Construction of the NOM System 45
   2.2.1. Building Blocks of the NOM System 45
   2.2.2. Environmental Conditions 47
   2.2.3. Functions of the Building Blocks 48
   2.3. Theoretical Description of Near-Field Optical Microscopy 50
   2.3.1. Basic Character of the NOM Process 50
   2.3.3. Demonstration of Localization in the Near-Field Interaction 53
   2.3.4. Representation of the Spatial Localization of an Electromagnetic Event 55
   2.3.5. Model Description of a Local Electromagnetic Interaction 55
   2.4. Near-Field Problems and the Tunneling Process 56
   2.4.1. Bardeen's Description of Tunneling Current in STM 57
   2.4.2. Comparison of the Theoretical Aspects of NOM and STM 58
   2.5. References 61
Chapter 3. Instrumentation
   3.1. Basic Systems of a Near-Field Optical Microscope 63
   3.1.1. Modes of Operation 66
   3.1.2. Position Control of the Probe 69
   3.1.3. Mechanical Components 74
   3.1.4. Noise Sources Internal to the NOM 75
   3.1.5. Operation under Special Circumstances 78
   3.2. Light Sources 82
   3.2.1. Basic Properties of Lasers 82
   3.2.2. Characteristics of CW Lasers 84
   3.2.3. Additional Noise Properties of CW Lasers 88
   3.2.4. Short-Pulse Generation 94
   3.2.5. Nonlinear Optical Wavelength Conversion 97
   3.3. Light Detection and Signal Amplification 98
   3.3.1. Detector 98
   3.3.2. Signal Detection and Amplification 103
   3.4. References 111
Chapter 4. Fabrication of Probes
   4.1. Sharpening of Fibers by Chemical Etching 113
   4.1.1. A Basic Sharpened Fiber 114
   4.1.2. A Sharpened Fiber with Reduced-Diameter Cladding 118
   4.1.3. A Pencil-Shaped Fiber 119
   4.1.4. A Flattened-Top Fiber 122
   4.1.5. A Double-Tapered Fiber 127
   4.2. Metal Coating and Fabrication of a Protruded Probe 130
   4.2.1. Removal of Metallic Film by Selective Resin Coating 132
   4.2.2. Removal of Metallic Film by Nanometric Photolithography 135
   4.3. Other Noverl Probes 139
   4.3.1. Functional Probes 139
   4.3.2. Optically Trapped Probes 141
   4.4. References 141
Chapter 5. Imaging Experiments
   5.1. Basic Features of the Localized Evanescent Field 143
   5.1.1. Size-Dependent Decay Length of the Field Intensity 143
   5.1.2. Manifestation of the Short-Range Electromagnetic Interaction 146
   5.1.3. High Discrimination Sensitivity of the Evanescent Field Intensity Normal to the Surface 149
   5.2. Imaging Biological Samples 152
   5.2.1. Imaging by the C-Mode 152
   5.2.2. Imaging by the I-Mode 161
   5.3. Spatial Power Spectral Analysis of the NOM Image 170
   5.4. References 177
Chapter 6. Diagnostics and Spectroscopy of Photonic Devices and Materials
   6.1. Diagnosing a Dielectric Optical Waveguide 179
   6.2. Spatially Resolved Spectroscopy of Lateral p-n Junctions in Silicon-Doped Gallium Arsenide 184
   6.2.1. Photoluminescence and Electroluminescence Spectroscopy 185
   6.2.2. Photocurrent Measurement by Multiwavelength NOM 191
   6.3. Photoluminescence Spectroscopy of a Semiconductor Quantum Dot 196
   6.4. Imaging of Other Materials 201
   6.4.1. Fluorescence Detection from Dye Molecules 201
   6.4.2. Spectroscopy of Solid-State Materials 205
   6.5. References 207
Chapter 7. Fabrication and Manipulation
   7.1. Fabrication of Photonic Devices 209
   7.1.1. Development of a High-Efficiency Probe 212
   7.1.2. Development of a Highly Sensitive Storage Medium 212
   7.1.3. Fast Scanning of the Probe 213
   7.2. Manipulating Atoms 213
   7.2.1. Zero-Dimensional Manipulation 214
   7.2.2. One-Dimensional Manipulation 216
   7.3. References 231
Chapter 8. Optical Near-Field Theory
   8.1. Introduction 235
   8.2. Electromagnetic Theory as the Basis of Treating Near-Field Problems 237
   8.2.1. Microscopic Electromagnetic Interaction and Averaged Field 237
   8.2.2. Optical Response of Macroscopic Matter 241
   8.2.3. Optical Response of Small Objects and the Idea of System Susceptibility 244
   8.2.4. Electromagnetic Boundary Value Problem 245
   8.3. Optical Near-Field Theory as an Electromagnetic Scattering Problem 255
   8.3.1. Self-Consistent Approach for Multiple Scattering Problems 255
   8.3.2. Scattering Theory in the Near-Field Regime Based on Polarization Potential and Magnetic Current 260
   8.4. Diffraction Theory in Near-Field Optics 275
   8.4.1. Diffraction of Light from Subwavelength Aperture 275
   8.4.2. Kirchhoff's Diffraction Integral and Far-Field Theory 276
   8.4.3. Small-Aperture Diffraction and Equivalent Problem 277
   8.4.4. Magnetic Current Distribution and Self-Consistency 278
   8.4.5. Leviatan's "Exact" Solutions for the Aperture Problem 280
   8.5. Institutive Model of Optical Near-Field Processes 281
   8.5.1. Short-Range Quasistatic Nature of Optical Near-Field Processes 281
   8.5.2. Intuitive Model Based on Yukawa-Type Screened Potential 282
   8.5.3. Application of Virtual Photon Model for Diffraction from a Small Aperture 285
   8.5.4. Virtual Photon Model of NOM 288
   8.5.5. Meaning of the Screened Potential Model and Physical Meaning of the Virtual Photon 292
   8.6. References 297
Chapter 9. Theoretical Description of Near-Field Optical Microscope
   9.1. Electromagnetic Processes Involved in the Near-Field Optical Microscope 300
   9.2. Representation of the Electromagnetic Field and the Interaction Propagator 302
   9.2.1. Spherical Representation of Scalar Waves 302
   9.2.2. Vector Nature of the Electromagnetic Field 307
   9.3. States of Vector Fields and Their Representations 316
   9.3.1. State of Vector Plane Waves 316
   9.3.2. State of Vector Spherical Waves 318
   9.3.3. State of Vector Cylindrical Waves 319
   9.3.4. Spatial Fourier Representation of Electromagnetic Fields 319
   9.3.5. Multipole Expansion of Vector Plane Waves 321
   9.4. Angular Spectrum Representation of Electromagnetic Interactions 324
   9.4.1. Angular Spectrum Representation of Scattering Problems 325
   9.4.2. Meaning of the Angular Spectrum Representation 327
   9.4.3. Angular Spectrum Representation of Scalar Multipole Field and Propagator 329
   9.4.4. Angular Spectrum Representation of Vector Multipole Field and Propagator 332
   9.4.5. Angular Spectrum Representation of Cylindrical Field and Propagator 340
   9.4.6. Transformation between Spherical and Cylindrical Representations 341
   9.4.7. Summary: Representations of the Electromagnetic Fields Transformations between Mode Functions 343
   9.5. Near-Field Interaction of Dielectric Spheres Near a Planar Dielectric Surface 347
   9.5.1. Sample-Probe Interaction at a Dielectric Surface 348
   9.5.2. Mode Description of Evanescent Waves of Fresnel 351
   9.5.3. Multipolar Representation of Evanescent Modes 352
   9.5.4. Near-Field Interaction of Dielectric Spheres at a Planar Dielectric Surface 359
   9.6. References 379
Index 381
Chapter 1. Introduction
   1.1. Near-Field Optics and Photonics 1
   1.1.1. Optical Processes and Electromagnetic Interactions 1
3.

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M. Ohtsu, ed
出版情報: Tokyo ; New York : Springer-Verlag, 1998  xiv, 302 p. ; 25 cm
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Preface
Contents
List of Contributors
1. Introduction 1
   1.1 Near-Field Optics and Related Technologies 1
   1.2 History of Near-Field Optics and Related Technologies 2
   1.3 Basic Features of an Optical Near Field 3
   1.3.1 Optically “Near” System 3
   1.3.2 Effective Field and Evanescent Field 5
   1.3.3 Near-Field Detection of Effective Fields 6
   1.3.4 Role of a Probe Tip 8
   1.4 Building Blocks of Near-Field Optical Systems 9
   1.5 Comments on the Theory of Near-Field Optics 11
   1.6 Composition of This Book 13
   References 13
2. Principles of the Probe 15
   2.1 Basic Probe 15
   2.1.1 Optical Fiber Probe for the Near-Field Optical Microscope 15
   2.1.2 Principle of the Imaging Mechanism: Dipole-Dipole Interaction 16
   2.1.3 Resolution 17
   2.1.4 Contrast 19
   2.1.5 Sensitivity 24
   2.2 Functional Probe: New Contrast Mechanisms 25
   2.2.1 Signal Conversion by Functional Probes 25
   2.2.2 Absorption and Emission: Radiative and Nonradiative Energy Transfer 26
   2.2.3 Resonance, Nonlinearity, and Other Mechanisms 27
   References 29
3. Probe Fabrication 31
   3.1 Introduction 31
   3.2 Selective Etching of a Silica Fiber Composed of a Core and Cladding 34
   3.2.1 Geometrical Model of Selective Etching 34
   3.2.2 Pure Silica Fiber with a Fluorine Doped Cladding 35
   3.2.3 GeO2 Doped Fiber 36
   3.2.4 Tapered Fibers for Optical Transmission Systems 37
   3.3 Selective Etching of a Dispersion Compensating Fiber 38
   3.3.1 Shoulder-Shaped Probe 38
   3.3.1.1 Shoulder-Shaped Probe with a Controlled Cladding Diameter 38
   3.3.1.2 Shoulder-Shaped Probe with a Nanometric Flattened Apex 40
   3.3.1.3 Double-Tapered Probe 42
   3.3.2 Pencil-Shaped Probe 45
   3.3.2.1 Pencil-Shaped Probe with an Ultra-Small Cone Angle 45
   3.3.2.2 Pencil-Shaped Probe with a Nanometric Apex Diameter 47
   3.4 Protrusion-Type Probe 51
   3.4.1 Selective Resin Coating Method 52
   3.4.2 Chemical Polishing Method 54
   3.5 Hybrid Selective Etching of a Double-Cladding Fiber 56
   3.5.1 Triple-Tapered Probe 56
   3.5.2 Geometrical Model of Selective Etching of a Double-Cladding Fiber 57
   3.5.3 Application-Oriented Probes: Pencil-Shaped Probe and Triple-Tapered Probe 59
   3.6 Probe for Ultraviolet NOM Applications 62
   3.6.1 UV Single-Tapered Probe 62
   3.6.2 UV Triple-Tapered Probe 65
   3.6.2.1 Advanced Method Based on Hybrid Selective Etching of a Double Core Fiber 65
   3.6.2.2 Geometrical Model 67
   References 68
4. High-Throughput Probes 71
   4.1 Introduction 71
   4.2 Excitation of the HE-Plasmon Mode 73
   4.2.1 Mode Analysis 73
   4.2.2 Edged Probes for Exciting the HE-Plasmon Mode 74
   4.3 Multiple-Tapered Probes 77
   4.3.1 Double-Tapered Probe 77
   4.3.2 Triple-Tapered Probe 82
   References 87
5. Functional Probes 89
   5.1 Introduction 89
   5.2 Methods of Fixation 90
   5.3 Selecting a Functional Material 92
   5.4 Probe Characteristics and Applications 93
   5.4.1 Dye-Fixed Probes 93
   5.4.2 Chemical Sensing Probes 94
   5.5 Future Directions 98
   References 99
6. Instrumentation of Near-Field Optical Microscopy 101
   6.1 Operation Modes of NOM 101
   6.1.1 c-Mode NOM 102
   6.1.2 i-Mode NOM 104
   6.1.3 Comparative Features of Modes of NOM 105
   6.2 Scanning Control Modes 107
   6.2.1 Constant-height Mode 107
   6.2.2 Constant-Distance Mode 108
   6.2.2.1 Shear-force Feed Back 108
   6.2.2.2 Optical Near-Field Intensity Feedback 111
   References 114
7. Basic Features of Optical Near-Field and Imaging 117
   7.1 Resolution Characteristics 117
   7.1.1 Longitudinal Resolution 117
   7.1.2 Lateral Resolution 120
   7.2 Factors Influencing Resolution 123
   7.2.1 Influence of Probe Parameters 124
   7.2.2 Dependence on Sample-Probe Separation 124
   7.3 Polarization Dependence 125
   7.3.1 Influence of Polarization on the Images of an Ultrasmooth Sapphire Surface 126
   7.3.2 Influence of Polarization on the Images of LiNbO3 Nanocrystals 130
   References 130
8. Imaging Biological Specimens 133
   8.1 Introduction 133
   8.2 Observation of Flagellar Filaments by c-Mode NOM 133
   8.2.1 Imaging in Air 134
   8.2.2 Imaging in Water 136
   8.3 Observation of Subcellular Structures of Neurons by i-Mode NOM 136
   8.3.1 Imaging in Air Under Shear-Force Feedback 137
   8.3.1.1 Imaging of Neurons Without Dye Labeling 138
   8.3.1.2 Imaging of Neurons Labeled with Toluidine Blue 139
   8.3.2 Imaging in Water Under Optical Near-Field Intensity Feedback 140
   8.3.2.1 Imaging in Air 140
   8.3.2.2 Imaging in PBS 142
   8.4 Imaging of Microtubules by c-Mode NOM 144
   8.5 Imaging of Fluorescent-Labeled Biospecimens 145
   8.6 Imaging DNA Molecules by Optical Near-Field Intensity Feedback 148
   References 151
9. Diagnosing Semiconductor Nano-Materials and Devices 153
   9.1 Fundamental Aspects of Near-Field Study of Semiconductors 153
   9.1.1 Near-Field Spectroscopy of Semiconductors 153
   9.1.2 Optical Near Field Generated by a Small Aperture and Its Interaction with Semiconductors 154
   9.1.3 Operation in Illumination-Collection Hybrid Mode 156
   9.2 Multidiagnostics of Lateral p-n Junctions 158
   9.2.1 Sample and Experimental Set-up 158
   9.2.2 Spatially Resolved Photoluminescence Spectroscopy 159
   9.2.3 Two-Dimensional Mapping of Photoluminescence Intensity 163
   9.2.4 Collection-Mode Imaging of Electroluminescence 163
   9.2.5 Multiwavelength Photocurrent Spectroscopy 164
   9.3 Low-Temperature Single Quantum Dot Spectroscopy 169
   9.3.1 Near-Field single quantum dot spectroscopy 169
   9.3.2 Low-Temperature NOM 170
   9.3.3 Sample and Experimental Set-up 171
   9.3.4 Fundamental Performance of the System 172
   9.3.5 Physical Insight of Single Quantum Dot Photoluminescence 174
   9.3.6 Observation of Other Types of Quantum Dots 176
   9.4 Ultraviolet Spectroscopy of Polysilane Molecules 178
   9.4.1 Polysilanes 178
   9.4.2 Near-Field Ultraviolet Spectroscopy 180
   9.4.3 Imaging and Spectroscopy of Polysilane Aggregates 181
   9.5 Raman Spectroscopy of Semiconductors 183
   9.5.1 Near-Field Raman Spectroscopy 183
   9.5.2 Raman Imaging and Spectroscopy of Polydiacetylene and Si 184
   9.6 Diagnostics of A1 Stripes in an Integrated Circuit 186
   9.6.1 Principle of Detection 186
   9.6.2 Heating with a Metallized Probe 187
   9.6.3 Heating by an Apertured Probe 188
   References 189
10. Toward Nano-Photonic Devices 193
   10.1 Introduction 193
   10.2 Use of Surface Plasmons 193
   10.2.1 Principles of Surface Plasmons 193
   10.2.2 Observation of Surface Plasmons 195
   10.2.3 Toward Two-Dimensional Devices 197
   10.2.4 Toward Three-Dimensional Devices 200
   10.2.5 A Protruded Metallized Probe with an Aperture 204
   10.3 Application to High-Density Optical Memory 207
   10.3.1 Problems to Be Solved 207
   10.3.2 Approaches to Solving the Problems 208
   10.3.2.1 Structure of the Read-Out Head 208
   10.3.2.2 Storage Probe Array 210
   10.3.2.3 Track-less Read-out 210
   10.3.3 Fabrication of a Two-Dimensional Planar Probe Array 212
   References 214
11. Near-Field Optical Atom Manipulation: Toward Atom Photonics 217
   11.1 Introduction 217
   11.1.1 Control of Gaseous Atoms: From Far Field to Near Field 217
   11.1.2 Dipole Force 219
   11.1.3 Atomic Quantum Sheets: Atom Reflection Using a Planar Optical Near Field 220
   11.1.4 Atomic Quantum Wires: Atom Guidance Using a Cylindrical Optical Near Field 221
   11.1.5 Atomic Quantum Dots: Atom Manipulation Using a Localized Optical Near Field 222
   11.2 Cylindrical Optical Near Field for Atomic Quantum Wires 224
   11.2.1 Exact Light-Field Modes in Hollow Optical Fibers 224
   11.2.2 Approximate Light-Field Modes in Hollow Optical Fibers 227
   11.2.3 Field Intensity of the LP Modes 229
   11.3 Atomic Quantum Wires 230
   11.3.1 Near-Field Optical Potential 230
   11.3.2 Laser Spectroscopy of Guided Atoms with Two-Step Photoionization 231
   11.3.3 Observation of Cavity QED Effects in a Dielectric Cylinder 235
   11.3.4 Atomic Quantum Wires with a Light Coupled Sideways 239
   11.4 Optically Controlled Atomic Deposition 240
   11.4.1 Spatial Distribution of Guided Atoms 241
   11.4.2 Precise Control of Deposition Rate 243
   11.4.3 In-line Spatial Isotope Separation 244
   11.5 Near-Field Optical Atomic Funnels 246
   11.5.1 Atomic Funnel with Atomic Quantum Sheet 247
   11.5.2 Sisyphus Cooling Induced by Optical Near Field 248
   11.5.3 Monte Carlo Simulations 251
   11.6 Atomic Quantum Dots 254
   11.6.1 Phenomenological Approach to the Interaction Between Atoms and the Localized Optical Near Field 254
   11.6.2 Atom Deflection 256
   11.6.3 Atom Trap with a Sharpened Optical Fiber 258
   11.6.4 Three-Dimensional Atom Trap 259
   11.7 Future Outlook 261
   References 263
12. Related Theories 267
   12.1 Comparison of Theoretical Approaches 267
   12.2 Semi-microscopic and Microscopic Approaches 270
   12.2.1 Basic Equations 270
   12.2.2 Example of an Evanescent Field 272
   12.2.3 Direct and Indirect Field Propagators 273
   12.2.4 Electric Susceptibility of Matter 275
   12.3 Numerical Examples 277
   12.3.1 Weak vs. Strong Coupling 277
   12.3.2 Near-Field- and Far-Field-Propagating Signals 280
   12.3.3 Scanning Methods 282
   12.3.4 Possibility of Spin-Polarization Detection 284
   12.4 Effective Field and Massive Virtual Photon Model 288
   12.5 Future Direction 290
   References 290
Index 295
Preface
Contents
List of Contributors
4.

図書

図書
edited by Motoichi Ohtsu
出版情報: New York : Wiley, c1996  xiii, 240 p. ; 25 cm
シリーズ名: Wiley series in microwave and optical engineering / Kai Chang, editor
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目次情報: 続きを見る
Near-Infrared Molecular Spectroscopy and Possible Frequency References for Frequency Control of Semiconductor Lasers / H. Sasada
High-Accuracy Spectroscopy with Semiconductor Lasers: Application to Laser Frequency Stabilization / L. Hollberg, et al.
Optical Frequency Comb Generators and Their Applications / M. Kourogi
Absolute Measurement of Optical Frequencies / H. Telle
Requirements and Practical Possibilities for Frequency Standards for the Optical Fiber Communication Bands / D. Knight
Present and Future Perspectives of Communication Technology Using Coherent Lightwaves / K. Nosu
Index
Near-Infrared Molecular Spectroscopy and Possible Frequency References for Frequency Control of Semiconductor Lasers / H. Sasada
High-Accuracy Spectroscopy with Semiconductor Lasers: Application to Laser Frequency Stabilization / L. Hollberg, et al.
Optical Frequency Comb Generators and Their Applications / M. Kourogi
5.

図書

図書
Motoichi Ohtsu
出版情報: Boston : Artech House, c1992  xi, 340 p. ; 24 cm
シリーズ名: The Artech House optoelectronics library
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Preface
Introduction / Chapter 1:
Requirements of Highly Coherent Semiconductor Lasers / 1.1:
Five Requirements to Be Met / 1.2:
Structure and Oscillation Mechanisms / Chapter 2:
Coherence of Light / 2.1:
Device Structures / 2.2:
Formulation of Laser Oscillation / 2.3:
Noise Characteristics / 2.4:
Intensity Noise / 2.4.1:
Frequency Noise / 2.4.2:
Coherence Deterioration Induced in Semiconductor Lasers by Specific Noise / 2.5:
Oscillation Instabilities Induced by Reflected Lightwaves / 2.5.1:
Mode-Hopping and Mode-Partition Noise / 2.5.2:
Optical Frequency Discriminators, Detections, and Modulations / Chapter 3:
Optical Frequency Demodulators / 3.1:
Noise Sources in the FM Noise Detection System / 3.2:
Modulation Characteristics of a Semiconductor Laser / 3.3:
FM Noise Reduction and Improvement of Frequency Accuracy / Chapter 4:
Center Frequency Stabilization of the Field Spectrum / 4.1:
Improvements in the Accuracy and Reproducibility of the Stabilized Laser Frequency / 4.2:
Wideband FM Noise Reduction / 4.3:
Negative Electrical Feedback / 4.3.1:
Injection Locking and Optical Feedback / 4.3.2:
Optical Phase Locking and Frequency Sweep / Chapter 5:
Optical Phase- and Frequency-Locked Loops / 5.1:
Heterodyne Optical Phase-Locked Loop / 5.1.1:
Homodyne Optical Phase-Locked Loop / 5.1.2:
Other Promising Techniques / 5.1.3:
Stable, Accurate, and Wideband Optical Frequency Sweep / 5.2:
Fine Frequency Sweep / 5.2.1:
Wideband Coarse Frequency Sweep / 5.2.2:
Applications of Highly Coherent Semiconductor Lasers / Chapter 6:
Optical Communication Systems / 6.1:
Optical Measurements / 6.2:
Passive Ring Resonator-Type Fiber Gyroscope / 6.2.1:
Velocity and Displacement Measurements / 6.2.2:
Photon Scanning Tunneling Microscope / 6.3:
Analytical Spectroscopy / 6.4:
Laser Radar (Lidar) / 6.4.1:
Isotope Separation and Analysis of Radicals / 6.4.2:
Optical Pumping of Atomic Clocks / 6.5:
Cesium Atomic Clock at 9.2 GHz / 6.5.1:
Rubidium Atomic Clock at 6.8 GHz / 6.5.2:
Quantum Optics and Basic Physics / 6.6:
High-Resolution Spectroscopy of Atoms and Molecules / 6.6.1:
Test of Basic Principles of Physics / 6.6.2:
Manipulations of Atoms and Ions / 6.6.3:
Cavity Quantum Electrodynamics (Cavity QED) / 6.6.4:
Toward the Future / Chapter 7:
Improvement in Device Structure / 7.1:
Advanced Longitudinal-Mode Controlled Lasers / 7.1.1:
Narrow-Linewidth Lasers / 7.1.2:
Wideband Frequency Sweep / 7.1.3:
Realization of Novel Lasing Wavelengths / 7.1.4:
High-Power Laser Devices / 7.1.5:
Reduction of Chirping / 7.1.6:
Expansion of the Lasing Frequency Range / 7.2:
Short-Wavelength Lasers / 7.2.1:
Stable, Wideband Optical Sweep Generators / 7.2.2:
Ultrafast Detection of Lightwaves, Waveform Conversion, and Optical-Frequency Counting Systems / 7.3:
Generation and Application of Nonclassical Photons / 7.4:
Photon Antibunching and the Properties of the Squeezed State of Light / 7.4.1:
Quantum Nondemolition Measurements / 7.4.2:
Control and Manipulation of Atoms and Photons / 7.5:
High-Power Lasers and Optical Energy Storage / 7.6:
Conclusion / Chapter 8:
Quantization of the Light Field / Appendix I:
Definitions of the Measures for Evaluating the FM Noise Magnitude / Appendix II:
Methods for Measuring FM Noise and the Allan Variance Real-Time Processing System / Appendix III:
Rate Equation and Relaxation Oscillation / Appendix IV:
Theoretical Analyses of Optical Phase-Locked Loops / Appendix V:
Index
Preface
Introduction / Chapter 1:
Requirements of Highly Coherent Semiconductor Lasers / 1.1:
6.

図書

図書
Motoichi Ohtsu
出版情報: Tokyo : KTK Scientific , Dordrecht ; Boston : Kluwer Academic, c1992  viii, 233 p. ; 24 cm
シリーズ名: Advances in optoelectronics
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7.

図書

図書
大津元一 [ほか] 編
出版情報: 東京 : 朝倉書店, 1999.11  xii, 979p ; 22cm
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8.

図書

東工大
目次DB

図書
東工大
目次DB
大津元一著
出版情報: 東京 : 朝倉書店, 1999.3  vi, 170p ; 21cm
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1.光科学の第一歩 1
   1.1 光線に色はない 光と色 1
   1.2 カラーテレビは革命だ 物体の色 5
   1.3 光,色から光科学へ 6
2.光線の示す振る舞い 10
   2.1 急がば回れ 10
   ライフセーバーの使命 10
   靴ひもの無駄遣いはやめよう 11
   2.2 光線の不思議な現象 14
   レンズのぼけ 球面収差 15
   虹とブロッケンの妖怪 16
   蜃気楼 21
   歪んだ夕日 23
   魔鏡 24
   エジソンの?管とアイヌ語復元 26
   基礎知識
   (1)「最小作用の法則 フェルマーの原理」 13
   (2)「虹とコースティック」 18
3.光の基本的な性質 29
   3.1 周波数,波長,速度 30
   mμを偲んで 31
   光の速度の測定とメートルの定義 32
   3.2 偏光 36
   太陽の偏光 36
   太陽の光はミツバチの羅針盤 37
   複屈折 38
   液晶 39
   スカラべの背中の色 40
   3.3 エネルギー,強度,圧力 42
   レーザー・ロケット 42
   微粒子,原子をつかむ光のピンセット 43
   夏目漱石と光の圧力 46
   (3)「光の波の表示」 33
   (4)「偏光とその表示」 40
   (5)「光のエネルギーと運動量」 47
4.反射と屈折のもたらす現象 50
   4.1 光の進む方向と量 50
   万華鏡 50
   透明人間を探せ 52
   4.2 全反射と表面の光 56
   魚の見る天空 56
   光では見えなかった小さい物が見える 近接場光学顕微鏡 57
   光はトンネルをくぐる? 60
   顕微鏡から顕塵針へ 62
   (6)「反射率と透過率」 53
   (7)「全反射のための条件とエバネッセント光」 63
5.光の波がもたらす現象 66
   5.1 干渉 66
   5.1.1 二つの光による干渉 67
   精密で大きな測定 67
   写真フィルムはなぜ感光する? 70
   5.1.2 多数の光による干渉 75
   コンパクトディスクの色 75
   モルフォ蝶の翅の色 75
   孔雀の羽の色 76
   貝殻の色 76
   オパールの色 76
   シャボン玉の色 77
   向こうの景色が見える鏡 77
   はかない光の命 78
   丈夫で長持ちする立体写真の技術 ホログラフィ 80
   5.2 回折 90
   壁に耳あり,障子に目あり 90
   木漏れ日 91
   光を使って情報処理 91
   光学顕微鏡から電子顕微鏡へ 92
   日本列島は動いている 92
   5.3 光の散乱 104
   空の青さとモルゲンロート 104
   月の色 105
   雲の色 106
   日の色 107
   (8)「干渉」 71
   (9)「定在波」 74
   (10)「回折格子」 81
   (11)「多数の開口によるヤングの実験」 82
   (12)「ファブリーペロー共振器」 84
   (13)「ホログラフィの原理」 87
   (14)「回折の定式化」 95
   (15)「フラウンホーファ回折の性質」 98
   (16)「干渉との組合せ」 102
   (17)「散乱の機構」 107
6.物質の中の光 110
   6.1 光の吸収,発光 110
   太陽光の暗線 原子による吸収 110
   ルビーの魅力 クロムによる吸収 111
   愚か者の金 強い吸収 111
   刀鍛冶の技 熱放射 111
   ヘリウムの発見 放電 112
   蛍光灯とカラーテレビー蛍光 114
   ほ,ほ,蛍来い 化学発光 115
   6.2 金属の色と輝き 120
   6.3 半導体の色 124
   6.4 光はまわる 旋光性 128
   ショ糖のらせん 自然旋光性 128
   レーザー光をもどさないために ファラデー効果 129
   光メモリへの応用 磁気ケル効果 131
   6.5 透明な材料 光ファイバ 133
   6.6 光の現象を微視的に考える 135
   プリズムで光を分ける 屈折率とその分散 135
   電子の振動の足並み 透過,反射,散乱 136
   蛇口からの水漏れにご注意を 近接場光の起源とその測定 140
   6.7 原因と結果が比例しない光 非線形光学 148
   6.7.1 二乗に比例する成分による効果(第二次非線形光学現象) 149
   赤い光を紫外線にかえる 第二次高調波発生 149
   和と差の周波数の光を発生する 和,差周波数発生 149
   電気で光を調節する ポッケルス効果 150
   6.7.2 三乗に比例する成分による効果(第三次非線形光学現象) 151
   (18)「光の吸収,発光」 116
   (19)「吸収と反射との関係」 120
   (20)「金属中の電子のエネルギー帯」 121
   (21)「自由電子のモデル」 122
   (22)「半導体中の電子のエネルギー帯」 125
   (23)「旋光性とファラデー効果」 132
   (24)「ローレンツモデルと分散」 136
   (25)「一次元原子配列による光の透過,反射,散乱強度の指向性」 139
   (26)「モデルの階層性とアトム」 147
7.光についてさらに考える 156
   7.1 光は粒子? 波? 光の量子論 156
   あなたは電球1個分 再び熱放射について 157
   光で電子が飛び出す 光電効果 157
   光の固有な状態 158
   アインシュタインさん,お電話ですよ 再び光の吸収,発光について 158
   7.2 レーザーは熱いか冷たいか? レーザーの原理 160
   光の増幅と発振 160
   吸収の役割 161
   自然放出の役割 162
   7.3 小さな光で原子を操る 再び近接場光について 163
   索引 167
1.光科学の第一歩 1
   1.1 光線に色はない 光と色 1
   1.2 カラーテレビは革命だ 物体の色 5
9.

図書

東工大
目次DB

図書
東工大
目次DB
大津元一著
出版情報: 東京 : 裳華房, 1999.4  viii, 338p ; 22cm
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第0章 はじめに
   0・1 レーザー光の基本的特性 3
   0・2 光の増幅とレーザー 9
   0・2・1 光の誘導放出 11
   0・2・2 光の吸収 14
   0・3 レーザーの秩序性 14
   0・4 本書の構成 18
第1章 共振器
   1・1 平面鏡からなる共振器 21
   1・1・1 共振特性 21
   1・1・2 共振器の損失 27
   1・1・3 モード密度 31
   1・2 球面鏡からなる共振器 34
   1・3 ガウス形ビームの伝搬 39
   1・4 光の波面の曲率半径とスポットサイズ 42
   1・4・1 対称共焦点系の共振器 42
   1・4・2 一般の球面鏡共振器 46
   1・5 共振器のモードの特性 51
   1・5・1 モードスペクトル 51
   1・5・2 共振器の回折損失 54
   演習問題 56
第2章 光と原子
   2・1 原子のエネルギー状態 57
   2・2 光と原子の相互作用の形態 60
   2・2・1 単一モードの光と原子の相互作用 60
   2・2・2 自然放出 65
   2・2・3 誘導放出と吸収 67
   2・2・4 スペクトルの広がり 69
   2・3 熱放射光 75
   演習問題 78
第3章 レーザー増幅器
   3・1 光の増幅 83
   3・1・1 利得 83
   3・1・2 位相ずれ 86
   3・2 増幅器の励起エネルギー源 88
   3・2・1 レート方程式 89
   3・2・2 四準位系,三準位系 94
   3・3 増幅器の非線形性と利得の飽和 99
   3・3・1 利得係数 99
   3・3・2 全利得 101
   演習問題 107
第4章 レーザー
   4・1 レーザー発振の定式化 111
   4・1・1 レーザー発振条件 111
   4・2 レーザー出力の特性 115
   4・2・1 パワー 115
   4・2・2 スペクトル分布 122
   4・3 パルス発振の特性 128
   4・3・1 パルス発振の方法 128
   4・3・2 過渡現象の解析 134
   演習問題 149
第5章 レーザーの半古典的理論
   5・1 ファンデルポル方程式 151
   5・1・1 誘起分極の導出 152
   5・1・2 電界の決定 159
   5・2 定常状態でのレーザー発振光の特性 163
   5・2・1 単一モードの場合 163
   5・2・2 2モードの場合 168
   5・3 レート方程式への近似 178
   演習問題 182
第6章 外部信号の効果
   6・1 注入同期 184
   6・1・1 周波数の変化 186
   6・1・2 振幅の変化 189
   6・2 レーザーの量子雑音 195
   6・2・1 雑音源のエネルギー 195
   6・2・2 量子雑音の大きさ 199
   演習問題 205
第7章 光とレーザーの量子論
   7・1 光の量子化 206
   7・1・1 量子化の手続き 206
   7・1・2 光子数状態と光の吸収,放出 211
   7・1・3 コヒーレント状態 218
   7・1・4 光子計数統計 224
   7・2 レーザーの量子力学的理論 227
   7・2・1 ランジュバン方程式による理論 230
   7・2・2 光子に関する密度行列を使う理論 234
   7・2・3 フォッカープランク方程式による理論 239
   演習問題 243
第8章 レーザー装置の実際
   8・1 気体レーザー 245
   8・1・1 He-Neレーザー 245
   8・1・2 Ar+レーザー 248
   8・1・3 CO2レーザー 250
   8・2 色素レーザー 253
   8・3 固体レーザー 257
   8・4 半導体レーザー 262
付録A フーリエ変換と関連事項
   A・1 フーリエ変換 278
   A・2 パワースペクトル密度 285
   A・3 線形システム 286
付録B マクスウェル方程式と関連事項
   B・1 マクスウェル方程式 293
   B・2 光の波の表示 298
   B・3 偏光 300
   B・4 光のエネルギーとその流れ 301
付録C 量子力学の基本事項
   C・1 量子力学の要請 304
   C・2 定常状態 306
   C・3 演算子のエルミート性 307
   C・4 不確定性原理 310
   C・5 運動の恒量 312
   C・6 波動関数の偶奇性 312
   C・7 波動関数の展開係数 313
   C・8 ハイゼンベルクの運動方程式 314
   付録D 密度行列
   D・1 純粋状態の密度行列 317
   D・2 混合状態の密度行列 319
   D・3 密度行列の運動方程式 320
   参考図書 324
   演習問題の略解 327
   索引 333
第0章 はじめに
   0・1 レーザー光の基本的特性 3
   0・2 光の増幅とレーザー 9
10.

図書

東工大
目次DB

図書
東工大
目次DB
大津元一著
出版情報: 東京 : 朝倉書店, 1990.11  v, 179p, 図版[2]枚 ; 22cm
シリーズ名: 先端科学技術シリーズ / 大越孝敬 [ほか] 編集 ; B . エレクトロニクス||エレクトロニクス ; 1
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1.序論 1
   1.1 コヒーレント光とは何か? 2
   1.2 コヒーレント光の厳密な定義とその特性 4
2.レーザ発振の原理 16
   2.1 共振器 16
   2.2 光増幅とレーザ発振 21
   2.3 レーザ発振の定式化 27
   (1) 密度行列 27
   (2) ファンデルポル方程式 29
3.レーザの構造と特性 39
   3.1 気体レーザ 39
   (1) ヘリウムーネオンレーザ 39
   (2) アルゴンイオンレーザ 42
   (3) 二酸化炭素レーザ 43
   3.2 色素レーザ 46
   3.3 固体レーザ 48
   3.4 半導体レーザ 53
4.レーザの雑音 65
   4.1 雑音特性の尺度の定義とその測定法 65
   4.2 レーザの量子雑音の大きさ 71
   4.3 各種レーザの持つ雑音 77
   (1) 気体,色素,固体レーザ 77
   (2) 半導体レーザ 78
5.レーザの周波数雑音の抑圧の原理と方法 87
   5.1 抑圧の原理 87
   5.2 電気的負帰還制御による方法 89
   (1) 周波数揺らぎ検出部 89
   (2) 制御信号増幅部と周波数変調部 100
   5.3 共振器損失を減少させる方法 101
   5.4 自然放出光揺らぎの抑圧または増強 102
6.周波数雑音抑圧の実際 104
   6.1 気体レーザおよび色素レーザ 104
   6.2 固体レーザ 106
   6.3 半導体レーザ 108
   (1) 電気的負帰還制御法 108
   (2) 共振器損失を減少させる方法 114
   (3) 自然放出光揺らぎの抑圧および増強 117
7.応用 118
   7.1 光通信 118
   7.2 光計測 120
   7.3 分光分析 121
   7.4 マイクロ波原子発振器の光励起 124
   7.5 量子光学・基礎物理学 131
   (1) 原子・分子の高分解能分光 131
   (2) パリティ非保存の検証およびその関連研究 132
   (3) レーザ冷却,イオントラップ 133
   (4) Cavity QED 137
   (5) 重力波検出と相対論検証 138
8.将来へむけて 141
   8.1 レーザ発振可能な波長範囲の拡大 141
   (1) 短波長化 141
   (2) 光スイープジェネレータ 144
   8.2 超高速の光波検出と光波形変換 145
   8.3 パルス発振レーザの周波数制御 146
   8.4 非古典的光子の発生と応用 149
   (1) 光のアンチバンチングとスクイズド状態 149
   (2) 量子非破壊測定 153
   8.5 原子,光子の操作と制御 154
   8.6 高出力レーザと光エネルギー蓄積 157
   8.7 まとめ 158
付録 レート方程式と緩和振動 159
   参考文献 163
   索引 173
1.序論 1
   1.1 コヒーレント光とは何か? 2
   1.2 コヒーレント光の厳密な定義とその特性 4
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