講義コード
授業番号
授業科目名光・量子デバイス特論
科目名(英題)
講義題目
授業科目区分アドバンス科目(情報エレクトロニクス分野)
開講年度2009
開講学期後期
曜日時限
必修選択選択
単位数2.0
担当教員興雄司
対象学部等システム情報科学府・電気電子工学専攻
対象学年修士1年
開講地区伊都地区
履修条件履修条件は特に定めないが,Mathematicaの演習を行うため,使える環境を持っていることを強く推奨する.担当教員が有するライセンス(二つまで)を使うことも可能であるが,学生ライセンスを購入して受講するのが望ましい.
授業概要光学をベースにしたレーザー工学と非線形光学・光デバイスについて取り上げる.Mathematicaの演習を組みこんだパワーポイントを教材として利用し,実際の光学・量子光学の理解,把握が出来るような工夫をおこなう.講義サイトについてはWeb-CTを活用する.
全体の教育目標量子エレクトロニクスや非線形光学において,教科書のに於ける理論を学んでそれをベースに実際の光学計算を演習でおこない,基本的な光学計算や光学設計ができるまでのスキルを養うことを目標とする.
個別の学習目標授業計画を参照のこと.
授業計画授業は次の項目で構成する.コマ数は目安であり,授業の進み具合によって適宜調整する.
1 序論(1コマ)
2 誘電体界面での光学伝搬と導波路基礎(1コマ)
 誘電体界面での光学伝搬において屈折反射などの実値計算と,界面で何が起きているかを計算を通して把握する.
3 平面導波路と導波モード こ(1コマ)
 光導波路の基礎と,グースヘンシェンシフト・近接場光をはじめとする関連事項の理解と計算をおこなう.
4 03導波モード計算と方形導波路 (2コマ)
 導波モードの概念とその詳細及び,モード特性方程式とその利用による導波モード計算の基礎を学ぶ.
5 光ファイバー(1コマ)
 導波理論を元にした光ファーバーの伝搬モードの理解と,基礎的な直交モードの計算をおこなう.
6 光の結合とモード結合理論(2コマ)
 導波路と空間の光の結合及び,導波路間の方向性結合や逆方向結合などについて,理論と実践計算をおこなう.
7 結晶中の電磁波伝搬(1コマ)
 光の空間伝搬と,異方性媒質である誘電体結晶内での光の伝搬について,屈折率楕円体の理解と屈折率計算の手法を学ぶ.
8 電気光学効果(1コマ)
 電気光学効果に関連するポッケルス効果やカー効果について学び,実用的なポッケルス効果を利用した素子の計算方法について学ぶ.
9 パラメトリック効果と高調波発生(2コマ)
 高周波電界を印加した結晶に於ける光波の相互作用について,パラメトリック相互作用式を解説し,実値計算としては第2高調波発生についてその特性を理解するための演習を行う.12コマ
10 ガウスビーム伝搬と光共振器設計(1コマ)
 光の空間伝搬に於ける基礎である,幾何光学設計とガウシアンビームの伝搬設計,それを応用した光共振器設計を学ぶ.
11 レーザー発振とレート方程式.(2コマ)
 レーザー発振に於けるレート方程式の解説と,それを利用したCW発振の動作を計算を通して理解する.さらにQスイッチパルス動作について,後半のコマで理解し,同様に計算解析を実行する.
キーワード光エレクトロニクス,量子エレクトロニクス,光学,非線形光学,レーザー,光導波路
授業の進め方パワーポイントを利用した配布資料を中心に授業を行います.課題を提示し,レポートの提出を求めます.期末試験と総合的に判断して決定しますが,課題が優秀な人は試験を行いません.
テキスト
参考書Yariv「光エレクトロニクス 基礎編/展開編」丸善 ISBN4-621-04812-O, ISBN4-621-04740-X
学習相談教員室(場所は授業中に提示する)で学習相談を行います.希望する者は,事前に電子メールで相談希望日時,相談内容を連絡し,予約して下さい.
試験/成績評価の方法等課題レポート(70%)
筆記試験(30%)
その他光・レーザーに興味がある人,関わっている人に向けた授業です.
【授業関連サイト】https://webct6.cc.kyushu-u.ac.jp/webct/logon/5077108001