Operator theory in optics
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2007
Major/Subject
Matematiikka
Mcode
Mat-1
Degree programme
Language
en
Pages
53
Series
Abstract
Tämä diplomityö käsittelee optiikan motivoimaa operaattoriteoriaa. Optiikan kannalta tarkastellaan optisia järjestelmiä, jotka rakentuvat samalla optisella akselilla sijaitsevista linsseistä. Fysikaaliselta kannalta optiikkamme on pääsääntöisesti Fourier-optiikkaa, joka ottaa huomioon valon diffraktiivisen aaltoluonteen, mutta tarkastelemme myös sädeoptiikkaa, joka ei tähän kykene. Fourier-optiikan operaattoriteoriassa tarvitaan L2(Rn):n integraalioperaattoreita. Tarkastellaan siis integraalioperaattoreita funktioavaruuksissa. Esitellään Fockin funktioavaruus, ja käydään läpi integraalioperaattoreiden ominaisuuksia tällä funktioavaruudella. Sekä Fourier-optisten operaattorien että sädeoptiikassa esiintyvien matriisien joukot ovat ryhmiä. Täten työssä käydään läpi myös ryhmäteoriaa. Erityisen sijan saa symplektisten matriisien ryhmä Sp(2n,R). Tämän todetaan olevan sädeoptiikassa esiintyvien operaattoreiden ryhmä ja sitä tarkastellaan mm. Lien ryhmänä. Todistetaan lisäksi mille tahansa symplektiselle matriisille pätevä algebrallis-konstruktiivinen matriisihajotelma yksinkertaisiin generaattoreihin. Tällainen hajotelma ei sellaisenaan ole tekijän tietämyksen mukaan tunnettu. Vihdoin ryhmien yhteydessä tarkasteltua esitysteoriaa, integraalioperaattoreiden yhteydessä tarkasteltua Fockin funktioavaruutta ja sen teoriaa käytetään metaplektisen esityksen konstruoimiseen. Metaplektinen esitys on ryhmärakenteen säilyttävä yksi kahteen kuvaus sädeoptisen symplektisen matriisiryhmän ja Fourier-optisen integraalioperaattoreiden ryhmän välillä. Lisäksi lasketaan aiemmin todistetun algebrallis-konstruktiivisen hajotelman mukaisten generaattoreiden kuvat tässä esityksessä.Description
Supervisor
Nevanlinna, OlaviKeywords
operator theory, operaattoriteoria, optics, optiikka, groups, ryhmät, representation theory, esitysteoria, metaplectic representation, metaplektinen esitys