  シラバス参照
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| 科目一覧へ戻る | 2021/09/22 現在 |
| 科目名（和文） ／Course |
光デバイス工学 |
|---|---|
| 科目名（英文） ／Course |
|
| 時間割コード ／Registration Code |
61310401 |
| 学部（研究科） ／Faculty |
情報系工学研究科 博士前期課程 |
| 学科（専攻） ／Department |
システム工学専攻 |
| 担当教員（○：代表教員）
／Principle Instructor （○） and Instructors |
○福嶋 丈浩 |
| オフィスアワー ／Office Hour |
福嶋 丈浩(月曜日 ５限 2319室 ※在室中であれば他の時間帯でも対応可) |
| 開講年度 ／Year of the Course |
2021年度 |
| 開講期間 ／Term |
前期 |
| 対象学生 ／Eligible Students |
1年,2年 |
| 単位数 ／Credits |
2 |
| 更新日 ／Date of renewal |
2021/02/23 |
|---|---|
| 使用言語 ／Language of Instruction |
日本語 |
| オムニバス ／Omnibus |
該当なし |
| 授業概略と目的 ／Cource Description and Objectives |
高速光ファイバ通信や高密度記録光ディスク装置において重要な役割を果たす半導体レーザと光ファイバについて、基本的な特性とその解析手法、特性評価法、そして応用分野を講述する。また、微小共振器レーザなど、最先端の光デバイスの研究も紹介する。 |
| 履修に必要な知識?能力?キーワード ／Prerequisites and Keywords |
光学に関する基礎的な知識を有していることが望ましい。 半導体レーザ、光ファイバ、光ファイバ通信、光ディスク装置 |
| 履修上の注意 ／Notes |
授業の出席は、課題（レポートを含む）の提出の有無で確認する。授業ごとの課題は、次の授業の前日までに提出すること。レポートの提出期限は、別途通知する。 簡単な数値計算を行うので、C言語またはFORTRANを習得していることが望ましい。 |
| 教科書 ／Textbook(s) |
教科書は使用しないが、毎回、講義資料を配布する。 |
| 参考文献等 ／References |
半導体レーザ［基礎と応用」、伊藤良一、中村道治、培風館 半導体レーザ、伊賀健一、オーム社 光波電子工学、小山次郎、西原浩、コロナ社 |
| 自主学習ガイド ／Expected Study Guide outside Coursework/Self-Directed Learning Other Than Coursework |
参考書を読んで理解を深める。また、わからない箇所は、対面あるいは電子メールで質問する。 |
| 資格等に関する事項 ／Attention Relating to Professional License |
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| 備考 ／Notes |
本科目はオンライン授業（オンデマンド形式）で行う予定である。 本授業では以下のアクティブラーニングを採用している。 宿題として授業ごとに課題あるいはレポートを課す。 |
| No. | 単元（授業回数） ／Unit (Lesson Number) |
単元タイトルと概要 ／Unit Title and Unit Description |
時間外学習 ／Preparation and Review |
配付資料 ／Handouts |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 1 | [授業内容の概説] 本講義で取り扱う内容を説明するとともに、履修上の注意や成績の評価について説明する。 |
講義資料、課題を配布する。 | |
| 2 | 2 | [半導体レーザと光ファイバのあらまし] 半導体レーザと光ファイバの基本的な原理とその応用技術について学ぶ。 |
講義資料、課題を配布する。 | |
| 3 | 3 | [半導体レーザの基本構造] 半導体レーザの基本的な構造と特性について学ぶ。 |
講義資料、課題を配布する。 | |
| 4 | 4 | [マクスウェルの電磁方程式と波動方程式] マクスウェルの電磁方程式から波動方程式を導く方法を学ぶ。 |
講義資料、課題を配布する。 | |
| 5 | 5 | [スラブ導波路における光の導波] ３層スラブ導波路の光伝搬について学ぶ。 |
講義資料、課題を配布する。 | |
| 6 | 6 | [近視野像と遠視野像] 半導体レーザの近視野像と遠視野像を計算する方法を学ぶ。 |
講義資料、課題を配布する。 | |
| 7 | 7 | [レーザ発振の条件] レーザが発振するために必要な条件（振幅条件と位相条件）を学ぶ。 |
講義資料、課題を配布する。 | |
| 8 | 8 | [半導体レーザの縦モード] 半導体レーザの縦モードとその制御技術について学ぶ。 |
講義資料、課題を配布する。 | |
| 9 | 9 | [半導体レーザの変調特性] レート方程式を用いた半導体レーザの変調特性の計算方法を学ぶ。 |
講義資料、レポートの問題を配布する。 | |
| 10 | 10 | [光ファイバの種類と応用分野] 光ファイバの種類とその応用分野について学ぶ。 |
講義資料、課題を配布する。 | |
| 11 | 11 | [アイコナール方程式と光線方程式] マクスウェルの電磁方程式からアイコナール方程式を導き、さらに、光線方程式を導出する方法を学ぶ。 |
講義資料、課題を配布する。 | |
| 12 | 12 | [近軸光線方程式による多モード光ファイバの解析] 近軸近似を行った光線方程式（近似光線方程式）を用いて２乗屈折率分布の多モード光ファイバ中を伝搬する光線の経路を求める方法を学ぶ。 |
講義資料、課題を配布する。 | |
| 13 | 13 | [多モード光ファイバ中の光の伝搬を表す光線方程式] 光線方程式を円柱座標系で表し、光ファイバ中における光線方程式を導出する方法を学ぶ。 |
講義資料、課題を配布する。 | |
| 14 | 14 | [高速光ファイバ通信システムと高密度記録光ディスク装置] 半導体レーザと光ファイバの応用技術として高速光ファイバ通信システムと高密度記録光ディスク装置について学ぶ。 |
講義資料、課題を配布する。 | |
| 15 | 15 | [光デバイスの高機能化と多機能化] 半導体レーザをはじめとする光デバイスの高機能化と多機能化について学ぶ。 |
講義資料、レポートの問題を配布する。 |
| No. |
到達目標 ／Learning Goal |
知識?理解 ／Knowledge & Undestanding |
技能?表現 ／Skills & Expressions |
思考?判断 ／Thoughts & Decisions |
伝達?コミュニケーション ／Communication |
協働 ／Cooperative Attitude |
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|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 高度情報化社会において、光デバイスが果たす役割を説明できる。 | ○ | ○ | |||||
| 2 | 半導体レーザの基本的な構造と動作原理を説明できる。 | ○ | ○ | |||||
| 3 | 半導体レーザの性能を表す基本的な特性を理解するとともに、計算機を用いた簡単な解析を行うことができる。 | ○ | ○ | ○ | ○ | |||
| 4 | 光ファイバの基本的な構造と光導波の原理を説明できる。 | ○ | ○ | |||||
| 5 | 光線方程式による多モード光ファイバの光線解析が行える。 | ○ | ○ | ○ | ○ |
| No. |
到達目標 ／Learning Goal |
定期試験 ／Exam. |
レポート（２回） ／Reports | 授業の課題 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 高度情報化社会において、光デバイスが果たす役割を説明できる。 | ○ | ○ | ||||
| 2 | 半導体レーザの基本的な構造と動作原理を説明できる。 | ○ | ○ | ||||
| 3 | 半導体レーザの性能を表す基本的な特性を理解するとともに、計算機を用いた簡単な解析を行うことができる。 | ○ | ○ | ||||
| 4 | 光ファイバの基本的な構造と光導波の原理を説明できる。 | ○ | ○ | ||||
| 5 | 光線方程式による多モード光ファイバの光線解析が行える。 | ○ | ○ | ||||
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評価割合（％） ／Allocation of Marks |
80 | 20 | |||||