授業科目名				担当教官
量子光学特論				堀　　裕和
時間割番号	単位数	コース	履修年次	期別	曜日	時限
416390	2	(未登録)	1	前期	月	III
［概要と目標］
光を通じての物質系の電磁相互作用は、レーザーやレーザー分光およびこれらを応用した物質制御技術を通じて、今日の科学技術の基盤として欠くことのできない重要な要素であるのみならず、あらゆる電子デバイスにおける信号や情報の流れと、それを制御する散逸過程の根本に深く関わっている。この講義では，ナノメータースケールの電子現象とそれがもたらすデバイスとしての機能を、量子光学過程との関わりにおいて把握し、新しい光電子結合系を利用した機能デバイス研究に向けての高度な素養を身につけることを目的とする。 取り扱う内容は、光子電子系の相互作用と量子光学過程、近接場光学、量子電磁力学の基礎、電子過程と散逸、プローブ顕微鏡の素過程、単独イオントラップ，レーザー冷却、量子計算機、光子状態、光ポンピング、スピン制御であり、聴講者の研究内容や目的意識を考慮して話題を展開する。また力学系理論、カタストロフィー理論、協力現象など、広領域で有効な解析手法も量子光学との関連において取り上げる。専門用語は英語で提示する。
［必要知識・準備］
量子力学と電磁気学の基礎知識が必要である．これらの発展的部分については，講義 内容に則してその都度展望を行うので，専門的な学習を受けている必要は無い． 　各自の目標とする専門分野において，どのように光技術が展開されるかという点につ いて，各自あらかじめ考察し，講義の展開の中でそれを紹介することを求める．受講者 からの提案を総合的に考慮し，量子光学における諸現象の取り扱い手法や，関連した計 測技術および応用技術を紹介しするので，これに対して受講者は発展的技術を考察し， 研究に直結するような議論を行える準備をすることを求める．
［評価基準］
講義内容と受講者の研究との接点を見出し、これを量子光学の考えに従って分析した結果を報告し、その内容で成績評価を行う。
［教科書］
(未登録)
［参考書］
M. Ohtsu and H. Hori, Near-Field Nano-Optics, Kluwer academic/Plenum publishers, New York, ISBN:0-306-45897-7, (近接場光学およびナノ光学)
［講義項目］
１　光と電磁相互作用 ２　量子力学と量子光学の展開 ３　場の量子論と量子光学 ４　量子光学現象と量子デバイス ５　近接場光学とナノテクノロジー ６　信号情報伝達と散逸 ７　プローブ顕微鏡の素過程 ８　単独イオントラップ，レーザー冷却 ９　量子計算機，光子状態 10　光ポンピングとスピン制御 11　光学における力学系理論 12　カタストロフィーと協力現象 講義内容には以下の項目を含む 　1.光と物質系の相互作用の基礎． 　2.光子の状態とその制御． 　3.基礎物理における光の位置付けと役割． 　4.光と物質の相互作用と各種応用デバイスの基本的動作原理． 　5.レーザー分光の基礎と，レーザー冷却，原子捕獲への応用． 　6.量子計測と古典計測の特徴とデバイスにおける機能の理解． 　7.電子デバイスにおける情報伝送と量子光学過程． 　8.光によるスピン系の制御と光ポンピング． 　9.イオントラップ，電子トラップと先端物理の現状． 　10．さまざまな分野における量子光学家庭の応用展開． 　11.物質系と光の相互作用と近接場光学． 　12.光とメゾスコピック物質の相互作用とナノ光デバイス．