レーザの強度分布はガウス分布になると思うんですが,ガウス分布になることの問題点を具体的に教えてください.
強度分布が一定でないという点が問題点だと思うんですが,そうするとどのようなところで問題が生じるのでしょうか…

またそれを改善するために,どのような方法があるのでしょうか??

A 回答 (4件)

素人と書かれていましたが、ホモジナイザまでご存知なら、前提が全く異なりますね。

それなりに専門知識がある方へ素人向けの下手な答えをするとばっさりやられるところでしたね。危ない危ない。
私の知っている範囲では、加工に使うパワーレーザー(加工対象によって、波長もレーザー種類もさまざまですが)で、きれいなガウス分布を持つものはむしろ少ないと思います。加工の都合で、平坦な特性を求めるとしても、適切なホモジナイザがなかなか得られないし、物によっては干渉によるスペックルが解決できない事があります。ホモジナイザーが無理なら、パターンの中の平坦に近い(用途に対して許容範囲の)部分だけを使うという手もあります。
要は、ガウス分布が問題というより、分布が均一でないレーザーの分布を平坦に近づけるのが簡単では無いということです。これだけでも専門家がたくさん出来る分野ですので、これ以上はご自分で調べてください。
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この回答へのお礼

了解しました.
ありがとうございました.

お礼日時:2009/05/20 14:22

>では,どのような用途の場合,ガウス分布は問題になるのでしょうか??


レーザーと一口に言っても、通信用、計測用、加工用などさまざまな用途があり、それぞれ、異なるタイプのレーザーが使われます。
加工用でも、穴あけ、切断などの比較的単純な加工から半導体などの精密パターン加工など、非常に多様です。
これらを全く考慮せずに、「どのような用途の場合」といっても、質問になっていませんね。
「ガウス分布では困る用途」 としか言いようがありませんが、あえて言えば「平坦なエネルギー密度を要求される用途」と」言うことでしょうか。
改善点は「エネルギー密度を平坦にする」という、馬鹿みたいな答えになります。
質問をするなら、どういう意味で質問をしているのか、背景くらいは明確にするのが礼儀ではありませんか?

この回答への補足

レーザ加工の穴あけにおいて,ガウス分布では強度分布が不均一になることから,一定にするため回折型ビームホモジナイザなどを用いるということは知っていたのですが,他に全てのレーザにおいて,ガウス分布であることが問題になるのはどのような場合か,また,それをどのような手段で解決しているかの例について知りたいのです.
要するに,ずっと言ってることですが,ガウス分布になるレーザの問題点の例を出してほしいのです.

補足日時:2009/05/19 13:31
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>ガウス分布になるレーザの場合の問題点があれば教えて欲しいです.


>またそれの改善点も教えて欲しいです.
ですから、どういう用途に、どのようなレーザーを使おうと考えているのか次第です。一般的に通用する答えはありません。

この回答への補足

素人ですいません.
では,どのような用途の場合,ガウス分布は問題になるのでしょうか??

補足日時:2009/05/17 15:17
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レーザーすべてがガウス分布をするわけではありません。


特に大出力のいわゆるパワーレーザーでは、むしろ、きれいなガウス分布をするほうが少ないかもしれません。
ガウス分布でも他の強度分布でも、それがよいか悪いかは、用途によります。
強度分布を平坦に近づけたいなら、このための補正光学系が各種ありますが、かえって干渉によりスペックルパターンが出たりして、なかなか理想的な特性を得るのは困難です。

この回答への補足

ガウス分布になるレーザの場合の問題点があれば教えて欲しいです.
またそれの改善点も教えて欲しいです.

補足日時:2009/05/15 10:32
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Qレーザのスポット径の計算式

自分が使用しているレーザの加工サイズ(スポット)径を計算式から算出したいと考えています.以前同様の質問に対し,mickjey2さんが丁寧に回答してくださったにも関わらず,自分の知識の無さから未だに解決していない次第です.式としては、
(1)スポット径w=4λd/πw0
         λ:波長
          d:対物レンズの焦点距離
         w0:レンズに入射するビーム径
(2)スポット径w=w0*{1+(λd/πw0^2)^2}^1/2
の2つがあることは分かったのですが,どちらを使用して良いのか分からないのです.実際に波長1064nm,焦点距離30.5mm,入射ビーム径1.5mmで計算したのですが,スポット径にかなりの違いが見られました.
それぞれの式はどのような条件の際に用いるものなのかどなたか教えてください.宜しくお願いします.
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最後にもう一つ,私の使用するレーザユニットはM^2~1.5と表記されています.ガウスビームとみなす事が出来るでしょうか?
         

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Aベストアンサー

ではすぐに計算できる形でご提供しましょう。
使用する式は加工用途のYAGレーザですからガウシャンビームの式の発展版を使います。(詳しくは大御所お二方の書かれた "Output Beam Propagation and Beam Quality from a Multimode Stable-Cavity Laser", Anthony E.Siegman, Fellow IEEE, and Steven W.Townsend, IEEE Jurnal of uantum Electronics, Vol.29, No.4, April 1993 でも参照下さい。)

平行な、半径r、BQFactorがM2、ビームを焦点距離fのレンズに入射したとき、ビームウエスト半径r0は、

r0 ^2 = { r^2 * f^2 / Zr^2 } / { 1 + (f/Zr)^2 }

ここで、 Zr = π * r^2 * n / {M2 * λ}

M2 : M^2 の値
λ : 波長
 n : 屈折率(空気中ならばほとんど1)

全部MKSA単位で計算すればOKです。
M2が1からはずれてくると段々と上式と実際のスポットには食い違いが生じてきますのでご注意下さい。(詳しくは論文を読んで下さい)

ではすぐに計算できる形でご提供しましょう。
使用する式は加工用途のYAGレーザですからガウシャンビームの式の発展版を使います。(詳しくは大御所お二方の書かれた "Output Beam Propagation and Beam Quality from a Multimode Stable-Cavity Laser", Anthony E.Siegman, Fellow IEEE, and Steven W.Townsend, IEEE Jurnal of uantum Electronics, Vol.29, No.4, April 1993 でも参照下さい。)

平行な、半径r、BQFactorがM2、ビームを焦点距離fのレンズに入射したとき、ビームウエスト半径r0は、

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Qレーザーの強さ

私は高校生で、今日某大学の体験学習をしてきました。
そこでレーザーを使って(YAGレーザー)銅やステンレスに穴を開けるのを見学しました。
そこで質問なのですが、この世で一番強いレーザーってなんですか?
またレーザーの出力を上げるにはどうしたらいいのでしょうか?
波長とか関係あるのでしょうか?

Aベストアンサー

1.レーザーの強さ? どんなレーザー?
 ○ 普通は出力(単位時間当りの放射エネルギー 単位は、ワット W)で比べます。
 これは、連続光でもパルス(瞬間的に出る)光でも同じことですが、パルスの場合は、パルスの長さで割り算します。
 ○ よく混乱するのが、強度(または集光強度)です。
 これは、レンズや鏡で絞ってできる光の強さで、単位面積を単位時間に通過する光のエネルギーで、単位は W/m^2 や W/cm^2(習慣でW/cm^2の方が良く使われます)。
 ○ 現在、最高出力は、PW(ペタワット)=10^15 Wを越しています。このクラスのレーザーは、アメリカ、日本、フランス、イギリスにあります。 ついでに言うと、最高強度は、10^20 W/cm^2に近くなっています。この強度ではウランのような重たい原子でも瞬間的にバラバラになり、電子のエネルギーは10MeVを越すので(加速器を使わなくても)原子核反応を起すことが出来ます。
 ○ レーザーの種類は、ガラスレーザーかチタン。サファイアレーザーです。サファイアレーザーの方が小型にできます。

2. どうやって出力をあげるか?
 ○ No.1の方の答えも合っているのですが、それだけではPWレーザーは作れません。とてつもなく大きな直径(100m以上)のレーザーが必要になってしまうのです。
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 ○ この方法で作られるパルスの長さ(短さ)は、大体30fs(フェムト秒)=100兆分の3秒で、光パルスは10ミクロン位の厚さでとんで行きます。

3. 波長との関係?
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Qレーザー照射強度計算

 レーザー照射強度計算をしているのですが,私の計算結果では値が大きすぎる感じがしており,とても不安です。お手数ですが,以下の計算方法で正しいかどうかを確認していただきたいと存じます。どうかよろしくお願いいたします。

レーザー光の条件を,
  波長          λ = 775 (nm)
  パルスの半値全幅    τ = 150 (fs)
  繰り返し周波数     f_r = 1000 (Hz)
  平均パワー       E_ave = 700 (mW)
  ビーム径        φW = 10 (mm)

とします。このパルスレーザー光を
  焦点距離        f = 150 (mm)

のレンズで集光し,最も高エネルギーの部分におけるレーザー照射強度を計算します。

まず,回折限界の式からスポットの面積 A_f を求めます。
  焦点でのスポット径   W_f = 4λf/πW = 14.8 (μm)
  焦点でのスポット面積  A_f = π(W_f/2)^2 = 1.72×10^-6 (cm2)

次に,単パルスエネルギーを計算します。
  単パルスエネルギー   E_p = E_ave / f_r = 0.700 (mJ)

よって,単パルスレーザー照射強度 E_pa およびレーザー照射強度 E は,
  E_pa / A_f = 409 (J/cm2)
  E = E_pa / τ = 2.71×10^15 (W/cm2) = 2710 (TW/cm2)

となります。…といいたいのですが,この値は余りにも大きく,かなり不安です。ちなみに,このレーザーは実際に存在し,この集光条件では音とともに名刺に穴があきます。

もしかしたら,フェムト秒レーザー特有の現象などを考慮に入れないといけないのでしょうか? どなたかご指摘をお願いいたします。

 レーザー照射強度計算をしているのですが,私の計算結果では値が大きすぎる感じがしており,とても不安です。お手数ですが,以下の計算方法で正しいかどうかを確認していただきたいと存じます。どうかよろしくお願いいたします。

レーザー光の条件を,
  波長          λ = 775 (nm)
  パルスの半値全幅    τ = 150 (fs)
  繰り返し周波数     f_r = 1000 (Hz)
  平均パワー       E_ave = 700 (mW)
  ビーム径        φW = 10 (mm)

とします。このパル...続きを読む

Aベストアンサー

Ti-Sレーザですね。
集光すると、大ざっぱにそんなもんです。はい。
たとえば、Q-SW YAG(20nsec位のパルス巾)でも、集光すれば数GW/cm2程度は出せます。
フェムト秒レーザだとその1万倍以上になりますからね。

面積の見積は、Ti-SレーザのプロファイルがTEM00であれば、ガウシャンピームとして扱い、
集光サイズ = W*f/Z /sqrt[1+(f/Z)^2]
Z = π*W^2*n/λ/f
の0次ガウシャンビームのサイズで評価した方が正確だと思いますよ。
(でも見積数値のオーダを大きく変えるほどではありませんが)

そう言う数値を見ると怖くなりますよね。取り扱いには十分注意しましょうね。
775nmだと目には見えにくいですから、レーザ保護眼鏡を忘れずにしましょう。

では。

Q開口数 NAって どんな数字のことですか??

レンズとかで 開口数 NAっていう数字を聞きますが、
(1)どんな意味なんでしょうか?

(2)その数字が大きいとどうで、小さいとどうなんでしょう?

(3)たとえば、一般的なものでは、どのくらいの数字が常識で
どのくらいの数字だと 限界だとか、すごいレンズだってことになるんでしょうか?

------

光学関係の本をちょっと見れば載っているのかもしれませんが、
不精ですいません。ここで質問させてください。


_

Aベストアンサー

NAの定義は、
NA = n * sinθ
です。(nは光路の屈折率)
いまレンズがあって、その先に焦点があるとします。
レンズを通った光が焦点に結ぶことを考えますと、レンズのどの位置の光も焦点一つに集まります。
ここで、レンズの両端から出た光が焦点に集まるとき、円錐状に光が集まる図を書くことが出来ますよね。
(イメージできます?円錐の頂点が丁度焦点です)
このときの、円錐を横から見た時の頂角が2θになります。
つまり、θは0より大きく、90度よりは小さくないといけません。
従って、NAも普通は0<NA<1の間の数値となります。
簡単には、焦点距離がfで、レンズの半径がrとすると、tanθ=r/fですから、これからθを求めてsinθを求めれば良いわけです。

さて、この数値は色んな目的に使われます。
一つは明るさです。一つの点から出た光は通常四方八方に進みますが、NAが大きいと取り込む角度が大きいので明るくなります。
もう一つは焦点深度です。NAが大きいと焦点から像がずれたときに、大きくぼけます。
最後に、解像度です。これの説明はちょっとやっかいですが、基本的に光は絶えず広がろうとする性質(回折)があると思って下さい。
そのため、もし非常に小さく絞り込もうとすると大きな角度θで絞り込まないと、光の広がろうとする性質がレンズに打ち勝ってしまって、絞り込め無くなります。

これまでの話で大体おわかりと思いますが、NAが小さい方は特別すごいことではありません。NAが大きい方はすごいことです。
用途によってすごさは変わってきますが、顕微鏡だと0.7位は特別ではないでしょう。0.8以上だと高解像度になってきます。
中には1.0とか、1を越える場合もあり、これはすごいことです。
ちなみに、1を越えるためには、光路を屈折率1以上の物質(実際には水溶液)でレンズと被測定対象物を満たしてあげます。

別の用途として、高精度レンズといえば半導体の回路を焼き付けるステッパー用レンズでしょう。これはNA=0.65位が普通、NA=0.7, 0.75だと高解像度、中にはNA=0.8という超高解像度のものもあります。

では。

NAの定義は、
NA = n * sinθ
です。(nは光路の屈折率)
いまレンズがあって、その先に焦点があるとします。
レンズを通った光が焦点に結ぶことを考えますと、レンズのどの位置の光も焦点一つに集まります。
ここで、レンズの両端から出た光が焦点に集まるとき、円錐状に光が集まる図を書くことが出来ますよね。
(イメージできます?円錐の頂点が丁度焦点です)
このときの、円錐を横から見た時の頂角が2θになります。
つまり、θは0より大きく、90度よりは小さくないといけません。
従って、NAも普通...続きを読む

Q波長(nm)をエネルギー(ev)に変換する式は?

波長(nm)をエネルギー(ev)に変換する式を知っていたら是非とも教えて欲しいのですが。
どうぞよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

No1 の回答の式より
 E = hc/λ[J]
   = hc/eλ[eV]
となります。
波長が nm 単位なら E = hc×10^9/eλ です。
あとは、
 h = 6.626*10^-34[J・s]
 e = 1.602*10^-19[C]
 c = 2.998*10^8[m/s]
などの値より、
 E≒1240/λ[eV]
となります。

>例えば540nmでは2.33eVになると論文には書いてあるのですが
>合っているのでしょうか?
λに 540[nm] を代入すると
 E = 1240/540 = 2.30[eV]
でちょっとずれてます。
式はあっているはずです。

Qレーザー ビームの強度分布

半導体レーザーを同一位置に連続的に照射した時、その強度分布(例えばピーク位置)は何らかの原因で移動したりするものなのでしょうか?もしそうであれば、その原因について教えていただけないでしょうか?
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

半導体レーザは比較的他のレーザよりもポインティングスタビリティ(通常そう呼びます)は安定しています。
が、それでも全く動かないということはありません。
半導体レーザそのものから出た光は光の回折により広がり角が大きく、普通は出射された光を一度レンズでコリメート(光を集めて平行にする)して使用します。
この半導体レーザとレンズの構成品は半導体レーザの発熱により温度が上昇し、そのために起きる機械的変形がポインティングスタビリティを乱す最大要因です。

そのため、安定に一点のみを照射したい場合は、半導体レーザ端面を投影面に転写する光学系にするとか、ペルチエ素子による温度安定化などを行います。

では。

Qガウシアン関数へのフィッティングについて

現在、ガウシアン関数y=a+b*exp(-(x-c)^2/d^2)に下記のようなデータを使用しフィッティングを行いたいのですが、
手法やパラメータa,b,c,dの求め方がわかりません。
どなたか教えていただけませんか。
よろしくお願いいたします。
(x,y)={
48.8006092
48.8056105
48.8105942
48.8156000
48.8206021
48.8256127
48.8306131
48.8356169
48.8406146
48.8456077
48.8506141
48.8556236
48.8606115
48.8656179
48.8706296
48.8756176
48.8806272
48.8856294
.....}

Aベストアンサー

Excelしか使えないのであれば、ソルバーを使って、以下の手順で「残差2乗和」を最小とするパラメータ a, b, c, d を探すと良いでしょう。ただし、パラメータの初期値があまりかけ離れていると変な値に収束するか解が見つかりません。a, b, c は元のデータのグラフから見当をつけられると思います( a はベースライン高さ、b はピーク高さ、 c はピーク位置x)。d は直感では見当をつけられないので、(ピークの半値全幅)/1.67 で計算してそれを初期値としてください。

【ソルバーを使った最小自乗法】
(1) Excelのメニューの [ツール] → [アドイン] で [ソルバーアドイン] の左側の□をチェックして OK
(2) A列に x データ、B列に y データを書き込む( x は A1 から、y は B1 から下方向に書き込む)
(3) D1からD4にフィッティングパラメータの初期値を書き込む(a → D1、b → D2、c → D3、d → D4)
(4) セル C1 に以下の式を貼り付ける(これをCopy&Paste)
   =($D$1+$D$2*EXP(-1*(A1-$D$3)^2/($D$4)^2)-B1)^2
(5) セルC1をコピーして、C2以下の全データ分のC列にペースト(これでC列=「残差2乗」となる)
(6) セルD5 に =sum(C1:C??)と書く(??はC列最後の行番号)
(7) Excelのメニューの [ツール] → [ソルバー] で [目的セル」を $D$5、[目標値] を 最小、[変化させるセル]を $D$1:$D$4 とする。この意味は、「セルD1~D4に書かれている数値を変化させて、 D5セルを最小となるようにする」ということです。
(8) ソルバーウィンドウのオプションボタンをクリック → 制限時間を 1000、反復回数を 1000、精度・公差・収束をすべて 1e-10 とし、OKをクリック
(9) ソルバーウィンドウの実行ボタンをクリック
(10) フィッティングパラメータが見つかったら、「最適解が見つかりました・・」と出るので、OKをクリック
(11) ExcelのセルD1~D4にフィッティングパラメータが書き込まれている

なお、精度・公差・収束の値をあまり小さくすると収束しないので、もしデータのばらつきが大きくて収束しないときは、これらの値を適宜、大きくしていってみてください。ご質問のデータはGaussianのほんの1部でしたのでこちらで実験することはできませんでした。ちなみに私は通常、カレイダグラフというグラフソフトで任意関数のフィッティングをやっています。

Excelしか使えないのであれば、ソルバーを使って、以下の手順で「残差2乗和」を最小とするパラメータ a, b, c, d を探すと良いでしょう。ただし、パラメータの初期値があまりかけ離れていると変な値に収束するか解が見つかりません。a, b, c は元のデータのグラフから見当をつけられると思います( a はベースライン高さ、b はピーク高さ、 c はピーク位置x)。d は直感では見当をつけられないので、(ピークの半値全幅)/1.67 で計算してそれを初期値としてください。

【ソルバーを使った最小自乗法】
(1...続きを読む

Qパルスレーザーのエネルギーについて質問です。

パルスレーザーのエネルギーについて質問です。

パルスレーザー発生装置(Q-スイッチ)のスペックが
900mJ/pulse, パルス幅2ns, パルス周波数10Hz, 波長532nm とする時
ピーク強度はW=J/s…(1)より
(900×10^-3) / ( 2×10^-9) [J/s]
=450×10^6 W
=0.45 GW…(A)

また、仕事率にはW/Hz=J…(2)の関係もあると聞いたのですが
この(2)を使って(A)の単位をJに戻そうとすると
0.45 / 10 [GW/Hz]
=0.045 GJ…(B)
となり(B)=900mJになりません。

(B)=900mJにするには0.5×10^12 [Hz]となってしまいます。

ここからが質問です。

【1】 : (1) 式に(2)式を代入するとJ/s=J・Hzから1/s=Hzとなることから
10Hzの時のピーク幅が0.1sになるような波形でないと(A)=(B)にはならないのでしょうか?

【2】 : 今まで、上記の様なパルスレーザー発生装置からのパルスエネルギーを
パワーメーター等で測定する際、(2)式のようにパワーメーター表示値[W]を単にその時のパルス周波数[Hz]で割ってJ値(1 pulseのエネルギー値)を求めていたのですが、これは間違いでしょうか?

色々と考えていたら、どんどん分からなくなってきてしまいました。
お詳しい方、どうか解説をお願い致します。

パルスレーザーのエネルギーについて質問です。

パルスレーザー発生装置(Q-スイッチ)のスペックが
900mJ/pulse, パルス幅2ns, パルス周波数10Hz, 波長532nm とする時
ピーク強度はW=J/s…(1)より
(900×10^-3) / ( 2×10^-9) [J/s]
=450×10^6 W
=0.45 GW…(A)

また、仕事率にはW/Hz=J…(2)の関係もあると聞いたのですが
この(2)を使って(A)の単位をJに戻そうとすると
0.45 / 10 [GW/Hz]
=0.045 GJ…(B)
となり(B)=900mJになりません。

(B)=900mJにするには0.5×10^12 [Hz]となってしまいます。

ここからが質問...続きを読む

Aベストアンサー

1個のパルスが 0.9J なわけですから、

1秒間にパルスを 10個放てば、均せば
した出力は 9W(=J/s) になります。

逆に1個のパルスエネルギー量は、
均した出力をパルス数で
割ればよいので
9 (J/s) / 10(1/s) = 0.9J

パルスのピーク強度は パルス幅内での
平均出力なので

0.9 J / 2 ns = 0.45 GW ですね。

Qパワースペクトルとは?

パワースペクトルについて説明してくださいと先生に言われました。
全くわからない人に説明するので端的にわかりやすく説明したいのですが誰かできる人はいませんか?ちなみにぼくも詳しいことは全然わかりません。
本などを見ても式があったりしてそれをまた理解することが出来ません。
なんかイメージがわくような方法はないですかね?

Aベストアンサー

スペクトルとは、独立な成分それぞれについての強さをグラフにしたものです。
光の場合、光の種類を色で分類する事ができます。光といっても、その中に青はどれくらい、オレンジはどれくらいとそれぞれの色に応じて強さがあります。
光をそれぞれに分ける方法は、たとえばプリズムがあって、光をプリズムに通すといろいろな色にわかれてみえます。

ニュートンはプリズムを使った実験で有名です。一つ目のプリズムで光を分光し、赤と青の光を残して他の光を遮り、赤と青を二つ目のプリズムやレンズで一つにまとめました。その後でもう一度プリズムを通すと、いったんまとめたのにやはり赤と青しかでてこないのです。これから光の色の独立性(赤や青は、混ざらないものとして独立に扱って良い、ということ)がわかります。

このように色にはそれぞれを別々に扱ってもよいので、色ごとに物事を考えると分かりやすくなります。この色ごとについての強度を「光のスペクトル」、といいます。
強度はふつう「時間当たりに光りが運ぶエネルギー」(パワー)で表すので、この時は「パワースペクトル」です。

こんなふうに物事を自然な「成分(光の時は色)」にわけて考えた物がスペクトルです。詳しくは座標とフーリエ成分の関係について(フーリエ変換について)勉強するといいと思います(電磁場の実空間の振動とフーリエ空間上での振動の対応として)。

スペクトルとは、独立な成分それぞれについての強さをグラフにしたものです。
光の場合、光の種類を色で分類する事ができます。光といっても、その中に青はどれくらい、オレンジはどれくらいとそれぞれの色に応じて強さがあります。
光をそれぞれに分ける方法は、たとえばプリズムがあって、光をプリズムに通すといろいろな色にわかれてみえます。

ニュートンはプリズムを使った実験で有名です。一つ目のプリズムで光を分光し、赤と青の光を残して他の光を遮り、赤と青を二つ目のプリズムやレンズで一つにま...続きを読む

QTM偏光とTE偏光

TM偏光とTE偏光/s偏光とp偏光・・・混乱しています。

s偏光とp偏光はなんとなくわかりました。
s偏光:入射面に垂直な偏光方向
p偏光:入射面に平行な偏光方向

以前にあった質問(http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=152029)で
>偏光の方向を示す言葉として、TE(Transverse Electric field)、
>TM(Transverse Macnetic field)という言葉も使われます。
>TEは電場が横方向なので「水平偏光」、TMは磁場が横方向なので「垂直偏光」となります。
という回答があったのですが、これも入射面に対して横方向(つまり平行?)なのでしょうか?
とすると、s偏光=TM偏光(p偏光=TE偏光)といえるのですか?
そもそもTM偏光とTE偏光/s偏光とp偏光に相関はあるのですか??

なぜ混乱し始めたかというと、別の観点からの説明で、TM偏光とTE偏光について
線状の格子(もしくは溝)への入射では、
格子に垂直な偏光:TM偏光
格子に平行な偏光:TE偏光
と書いてあるものがありました。
二つの説明が正しいとすると、格子が入射面に垂直方向にある場合のp偏光は、TM偏光なのかTE偏光なのか・・・???

とくにTM偏光とTE偏光というのはどういう偏光を指すのかが知りたいです。
まとまらずすみませんが、詳しい方教えてください。

TM偏光とTE偏光/s偏光とp偏光・・・混乱しています。

s偏光とp偏光はなんとなくわかりました。
s偏光:入射面に垂直な偏光方向
p偏光:入射面に平行な偏光方向

以前にあった質問(http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=152029)で
>偏光の方向を示す言葉として、TE(Transverse Electric field)、
>TM(Transverse Macnetic field)という言葉も使われます。
>TEは電場が横方向なので「水平偏光」、TMは磁場が横方向なので「垂直偏光」となります。
という回答があったのですが、これ...続きを読む

Aベストアンサー

ご当人が説明いたします。

通常光の偏光方向は電場の方向を指します。
s偏光というと電場が入射面に垂直というわけです。

さて、TE,TMと言う場合は「何に対して横なのか」が問題となります。
格子を取り上げた場合は、格子の方向に横に並ぶ方向が電波方向=TE偏光となります。
これがわかれば直交する方向はTMになりますね。
(transverseに対する言葉はlongitudinalになります)

つまり何かの基準となる方向に対してTEとかTMとか言うわけです。

一方s,p偏光は「入射面」に対して言うことが決まっています。

では両者の関係はというとTE,TMを入射面に対して使うことはありません。(理由はよくわかりませんが必要性がないのでしょう)

で、s,p偏光とTE,TMでは決定的な違いがあります。
s,p偏光はある境界面があり、「斜め方向に入射」するときしかs,p偏光という区分はありません。
なぜならば、境界面に垂直であればそもそも入射面が定義できないからです。

一方TE,TMは、たとえば格子を基準に取れば入射角によって区別できないと言うことはありません。
(強いて言うと、格子の方向と光の進行方向が一致するとそういう状態になりますが、普通そういう状態はありませんよね)

だから、たとえば格子面に光が入射するとき、垂直入射であればTE,TM偏光などと言うことは出来ますが、このときにはs,p偏光という区別はありません。

以上で両者必要に応じて使い分けている訳です。

ご当人が説明いたします。

通常光の偏光方向は電場の方向を指します。
s偏光というと電場が入射面に垂直というわけです。

さて、TE,TMと言う場合は「何に対して横なのか」が問題となります。
格子を取り上げた場合は、格子の方向に横に並ぶ方向が電波方向=TE偏光となります。
これがわかれば直交する方向はTMになりますね。
(transverseに対する言葉はlongitudinalになります)

つまり何かの基準となる方向に対してTEとかTMとか言うわけです。

一方s,p偏光は「入射面」に対し...続きを読む


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