光工学で主に使う素子はレンズとミラーである。すべてのエンジニアリングは最終的に材料が適用限界を決める。光工学で使う材料はガラス，結晶，ミラー材料，プラスチックなどで，メカ設計に比べ種類が少なく，制約が大きい。その意味で少ないからこそ素子の性質について正確な知識を持つことは重要である。
本章では光学系を構成する各要素について，簡単に性質や注意点などを示すこととする。
通常光学系は空気中に置かれる場合がほとんどである。紫外域で真空，あるいは特殊な条件下に置かなければならないような場合はあるが，先ずは透明な空気中での使用が基本である。
表1に種々の気体の絶対屈折率1）と大きさを示す。値は温度が0℃の時の値である。真空の1が基本であるが，各種気体はそれから0が3つ続いて物質固有の値が現れる。それでもこの小さな値は光学系全体の性能に多大なる影響を与える場合がある。
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6.4 光計測の分解能 光で画像を使う計測系の分解能について考えてみる。本連載第12回3.5節で光学系の解像性能について述べた。分解能というと直ぐにRayleighの式といわれる0.61λ/NAが想起される。本連載第26…
6. 高精度光計測 光の大きな応用分野に光計測がある。ここまでは光工学の主要素として結像を主に論じてきた。光計測も別の主要素の一つで，結像も含め，光速，直進性，波長，偏光，色による物質との関係など，光の持っているあらゆる…
5.7 偏光 偏光は異方性のある結晶や偏光子を使わないと検出できない現象で研究スタートが比較的遅れた分野である。しかし現在，偏光サングラスは極めてポピュラーな存在となり，偏光顕微鏡を始めとする観察への応用以外でも，偏光は…
5.6.3 円弧照明光学系 投影光学系が6枚で構成されているように，EUVでは照明系も少ない枚数で構成することが求められる。一方，本連載第26回5.4.2項の表11に示したように，照明系は多岐な要求を実現することを求めら…
5.6 EUV光学系 半導体露光装置は光による微細加工の代表例である。微細加工における最小解像線幅Rはこれまで何度も出てきた関係式 （39） で示される。式（39）はRayleighの式と言われ，Rを小さくするには短…
5.5 ガウスビームの特性 筆者の恩師である小倉磐夫先生は「エレクトロニクスの本質は増幅にあり，増幅作用のある技術こそが大きく成長する。自分がレーザの研究を始めたのもそれがきっかけであった」という主旨のことをおっしゃった…
5.4.5.3 眼底カメラ 照明光学系ではコード化が重要と述べたが，照明系の設計に特に重点が置かれる例の一つが眼底カメラである。眼底（網膜）は目の一部というだけでなく脳の一部でもあり，脳の血管の状態を外部から直接観察でき…
5.4 照明系 光学設計というと一般には結像レンズを設計するというイメージがある。実際，光学設計者として自分の設計したレンズで予想通りの像が形成された時のうれしさを感じた方もいらっしゃるかもしれない。 実際に光学装置を作…
5.3 無収差光学系 光学設計では採用した光学系が持っている特性，即ち高次収差の特性に従って低次の収差を出してバランスする作業が行われる。対象となる収差は球面収差であったり，画角特性であったりするので，用途により採用され…
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