今回やってみたのは、レーザーポインターのちょっと不思議なアイテム。点のかわりに、文字や図形が現れてくるアレである。
その仕組みはレーザーの出るところに小さなガラスがあって、そこに光を通しているとても単純なものだ。だがしかし、このガラスがどうなっているのか分からない。拡大してみると、何やら模様があるがこれがなんなのかハッキリしない。
なんでここにレーザーを通すと矢印になるんだろう？
不思議だ。
しかし、これはちゃんと物理的な計算によって作られているはず。光学技術者として、これを分からないままにはしておけないと思った。これを解析して、実際に作ってみよう。
まずは資料集め。ホログラム、回折、レーザーで検索して本とサイトをピックアップ、このへんは別途記述する。
なんとか原理的な計算証明をした。
ようは2次元のフーリエ変換ということだ。
これを高速フーリエ変換（FFT）で計算するためのプログラムを組んでみた。まずは、お手軽にエクセルVBAで記述。重くなる半面、マクロや解析ツールが使えるので便利だからだ。ここで、いろいろ判明した性質があるが、これもボリュームが大きいので別のページでまとめる。ともあれ、計算結果は以下の通り。
デザインサンプルは六芒星
これがシミュレーション結果
このときの計算結果の模様
このもやもやした模様にレーザーを通すと、シミュレーション通り六芒星のデザインが出てくる。
はず！！
はずである！
ほんとうかな？
確かめてみないことには信用できないし、自分でも納得いかない。
そこで、参考書にあった方法でデバイスを作成した。
これがほんとうに六芒星になるのか？？
レーザーを通すと、、
お～～いちおう出来た！
真ん中に点があるのはたぶん0次光というやつだ。段差を波長レベルで合わせないと消えないらしい。これもシミュレートしてみると、ちゃんと計算通り出てきた。
満足である。
できれば完璧にシミュレーション結果を再現してみたかったが、それをやるにはかなりの時間と費用が必要だ。今回は原理の計算を確認できればよかったので、これで終了する。
次回から、これの解説にはいる。