偏光・複屈折の基礎と正しい測定・評価方法およびその実例

近年の光学技術の発展とともに、複屈折だけでなく、旋光性、二色性、円二色性および偏光解消という偏光特性が重要な物理量となっている。しかしながら、これらの偏光特性は実際に目に見えない上に理論と一致しにくい。ある意味では、光学で最もわかりにくい分野の一つかもしれない。 　本講義は複屈折を中心とした偏光の基礎として、偏光とは何かというからスタートして、偏光の測定法までを講演する。ここでは偏光状態を表現するストークス・パラメータと偏光素子を表すミュラー行列を中心にお話する。さらに、ジョーンズ行列、ジョーンズ・ベクトルとポアンカレ球を学ぶことによって、すべての偏光を把握することができる。実例として、光ディスク、液晶ディスプレイ、生体など高分子の偏光や複屈折の例を交えながら、これらの検査方法である偏光計やエリプソメトリを紹介する。

1. 偏光の基礎
   1. 偏光状態とは?
      • 直線偏光
      • 円偏光など
   2. 偏光状態の具体例
      1. 複屈折、位相差 (リターダンス) と主軸方位
      2. 旋光性
      3. 二色性 (ダイアッテニュエーション)
      4. 円二色性
      5. 偏光解消 (デポラリゼーション)
   3. 偏光状態の表記
      1. ポアンカレ-球
      2. ストークス・パラメータおよびミュラー行列
      3. ジョーンズ・ベクトルおよびジョーンズ行列
      4. 偏光計算法
   4. 偏光素子
      • 偏光子
      • 位相子
      • 可変位相子
      • 偏光解消素子
2. 偏光.複屈折計測原理について
   1. 偏光計
      • クロスニコル
      • 回転検光子法
      • 鋭敏色
   2. 複屈折測定法
      • セナルモン法
      • 光弾性変調法
      • 光ヘテロダイン法など
   3. ミュラー行列偏光計
   4. エリプソメータ
3. 光学材料における偏光・複屈折計測の実際
   1. レンズの複屈折
   2. 光ディスクの複屈折分布
   3. 液晶関連 (ガラス,配向膜,機能性フィルム) の偏光特性
   4. バイオ生体における偏光計測
4. まとめ
• 質疑応答・名刺交換