| 授業科目名（和文） ［Course］ |
光波電子工学 |
| 授業科目名（英文） ［Course］ |
Light-Wave Electronics |
| 学部（研究科） ［Faculty］ |
情報系工学研究科 |
| 学科（専攻） ［Department］ |
システム工学専攻前期 |
| 担当教員（○：代表教員） [Principle Instructor(○) and Instructors] |
○坂本 豊和 自室番号（2111）、電子メール（sakamoto**c.oka-pu.ac.jp） ※利用の際は,** を @に置き換えてください |
| 単位数 ［Point(Credit)］ |
後期 2単位 |
| 対象学生 ［Eligible students］ |
1?2年次生 |
| 授業概略と目標 ［Course description and Objects］ |
屈折率分布型レンズなどの微小光学素子は、光通信用デバイスをはじめとし光ディスク用対物レンズなどのキーデバイスとして極めて重要な位置を占めている。本講義では、その光学設計の基礎として、幾何光学に関連する重要事項のうち、屈折率分布媒質における光線の挙動を解析する手法およびその物理的意味を中心に解説する。 |
| 到達目標 ［Learning Goal］ |
屈折率分布型レンズなどの微小光学素子を用いた光デバイスの設計法の基礎となる幾何光学の諸概念の習得を目指す。 |
| 授業計画とスケジュール ［Course schedule］ |
1.幾何光学に関連するWKB近似Ⅰ １次元ヘルムホルツ方程式の近似解を求める手法を解説する。 2.幾何光学に関連するWKB近似Ⅱ ３次元波動方程式のWKB近似解を求める手法を解説する。 3.幾何光学に関連するWKB近似Ⅲ WKB近似が成立する条件を考察する。 4.アイコナール方程式Ⅰ マクスウェル方程式からアイコナールが満たすべき方程式を導出する。 5.アイコナール方程式Ⅱ 屈折率が定数および放物線状の場合、アイコナールを解析的に導出する。 6.アイコナール方程式Ⅲ 屈折率分布が放物線状の場合に対する光線経路を導出する。 7.エネルギーの流れと放射Ⅰ フレネ－セレの関係式を用いて、光線ベクトル、主法線ベクトル、そして陪法線ベクト ルの物理的意味を解説する。 8.エネルギーの流れと放射Ⅱ アイコナール方程式から光線方程式を導出する。 9.エネルギーの流れと放射Ⅲ 屈折率が定数および球対称の場合、光線方程式の解析解を求める。 10.近軸光線光学Ⅰ 近軸領域における光線の挙動を解析する手法を解説する。 11.近軸光線光学Ⅱ 放物線状屈折率分布媒質における近軸光線の挙動を解説する。 12.近軸光線光学Ⅲ 近軸光線光学と力学系との類似性を解説する。 13.光学機器 ABCD行列を用いた光学系の解析方法を解説する。 14.相空間とリウビルの定理 相空間表示による光線の振る舞いとリウビルの定理を解説する。 15.総括 演習問題を通じて、光学系の設計法を解説する。 |
| 成績評価方法と基準 ［Grading policy (Evaluation)］ |
出席およびレポートによる評価を中心として行う。 |
| 教科書 ［Textbook］ |
なし |
| 自主学習ガイド及び キーワード ［Self learning］ |
講義資料を初回に配布する。輪講形式で講義を進めるので、説明資料の準備および予習を十分に行うこと。 幾何光学、アイコナール、光線方程式 |
| 開講年度 ［Year of the course］ |
28 |