山梨大学電子シラバス

授業科目名

担当教員

フォトニクス特論

張本　鉄雄／酒井　優／東海林　篤

時間割番号

単位数

コース

履修年次

期別

曜日

時限

GTZ503

(未登録)

前期

金

［概要と目標］

最新の光エレクトロニクスや光デバイスを紹介しながら、それらの基本原理の理解に不可欠な光学の基礎について学ぶ。前半では光の波動的性質とその応用技術を中心に解説し、後半では光の光子としての性質と物質との相互作用、また応用技術であるレーザー装置について、基礎から応用まで詳しく解説する。

[到達目標]

光デバイスの基礎である光学を理解し、次世代の光科学技術の創造や開発に携わる上で重要となる以下の素養・知識を身につける。 (1) 光の二重性と諸性質について説明できる。 (2) 光の伝播、偏光、干渉、回折について説明できる。 (3) コヒーレント状態と量子エンタングルメントを説明することができる。 (4) 光と物質の相互作用によるラビ振動について説明できる。 (5) 非線形光学効果を説明できる。 (6) レーザーの基本原理を説明できる。

［必要知識・準備］

振動・波動、電磁気学、初等量子力学、数学の基礎知識

［評価基準］

No	評価項目	割合	評価の観点
1	小テスト／レポート	80 %	講義の内容に対する理解度、到達度、考察力
2	受講態度	20 %	学習の態度、出席状況

［教科書］

(未登録)

［参考書］

［講義項目］

＊第１～５回は酒井，第６～１０回は東海林，第１１回～１５回は張本が担当する． 第　１回　光の波動性と粒子性（光の二重性と諸性質について説明することができる） 第　２回　光の偏光と偏光変換（偏光の性質と記述方法について説明することができる） 第　３回　ガウスビーム光学（光の空間モードについて説明することができる） 第　４回　光の全反射とエバネッセント場（光の全反射とその特徴について説明することができる） 第　５回　光学のシミュレーション計算（光学計算の概要について説明することができる） 第　６回　光の量子化（電磁波の量子化を説明することができる） 第　７回　一光子状態とコヒーレント状態（一光子状態とレーザー発振を説明することができる） 第　８回　二次の非線形効果による光子の波長変換と光パラメトリック下方変換（光の波長変換を説明することができる） 第　９回　光子の干渉、量子エンタングルメント（量子干渉ともつれ状態を説明することができる） 第１０回　ラビ振動（アップコンバージョンとバックコンバージョンを説明することができる） 第１１回　レーザーの基本原理（自然放出、誘導吸収・放出、反転分布、光増幅の基本概念を説明することができる） 第１２回　レーザーの発生技術（超短パルスレーザー光の発生方法を説明することができる） 第１３回　レーザーの制御・検出技術（超短パルス高出力レーザー光の非線形光学効果を説明することができる） 第１４回　レーザー装置：半導体レーザー、全固体レーザー、超高出力レーザー（チャープパルス増幅及び光パラメトリックチャープパルス増幅の基本概念を説明することができる） 第１５回　レーザーの応用：高精度計測、微細加工、ナノ技術、核融合（レーザー核融合の基本概念を説明することができる）