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物理学において、物理光学、または波動光学とは、幾何光学の光線近似が適用できない干渉、回折、偏光などの現象を研究する光学の一分野である。この用語には、光通信における量子ノイズなどの効果は含まれない傾向があり、量子ノイズはコヒーレンス理論の下位分野で研究されている。
物理光学は、光学、電気工学、応用物理学で一般的に用いられる近似法の名称でもある。この文脈では、波動効果を無視する幾何光学と、厳密な理論である全波電磁気学の中間的な手法である。「物理的」という言葉は、幾何光学や光線光学よりも物理的であるという意味であり、厳密な物理理論であるという意味ではない。[ 1 ]： 11-13
この近似法は、光線光学を用いて表面上の場を推定し、その場を表面上で積分して透過場または散乱場を計算するというものです。これは、問題の詳細を摂動として扱うという点で、ボルン近似に似ています。
光学分野では、回折効果を推定する標準的な手法です。電波分野では、この近似法は光学効果に類似したいくつかの効果を推定するために用いられます。干渉、回折、偏光など様々な効果をモデル化しますが、回折の偏光依存性は考慮しません。高周波近似であるため、電波分野よりも光学分野の方が精度が高い場合が多いです。
光学においては、通常、レンズ、鏡、または開口部上で光線推定された場を積分して、透過場または散乱場を計算することによって行われる。
レーダー散乱においては、通常、散乱体の前面（すなわち幾何学的に照射される部分）の各点における電流と同じ材質の接平面上に存在するであろう電流を求めることを意味します。影になっている部分の電流はゼロとみなされます。近似散乱場は、これらの近似電流を積分することによって得られます。これは、大きく滑らかな凸形状を持つ物体や、損失の大きい（低反射の）表面に対して有効です。
光線光学場または電流は、回折やクリーピング波の計算によって補完されない限り、一般的に端部や影の境界付近では正確ではありません。
物理光学の標準理論には散乱場の評価にいくつかの欠陥があり、鏡面反射方向から外れると精度が低下します。[ 2 ] [ 3 ] 2004年に導入された改良理論は、導電性散乱体による波の回折に関する問題に正確な解を与えます。[ 2 ]
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