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授業情報／Course information

科目一覧へ戻る 2020/04/02 現在

授業基本情報
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(金曜日5時限　部屋2310　在室の場合は、他の時間帯でも対応いたします)
開講年度
／Year of the Course		 2019年度
開講期間
／Term		 前期
対象学生
／Eligible Students		 1年,2年
単位数
／Credits		 2
授業概要情報
更新日
／Date of renewal		 2019/02/22
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		 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、初回の授業で担当教員が作成した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		 授業の前に講義資料をよく読んでおく。
参考書を読んで理解を深める。
資格等に関する事項
／Attention Relating to Professional License
備考
／Notes
授業計画詳細情報
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。		 授業の終わりに次回説明する範囲を伝えるので、講義資料をあらかじめ読んでおくこと。また、授業で学んだ内容を復習するとともに参考文献を適宜参照して理解を深めること。３回目以降についても同様である。
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について学ぶ。
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。
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。
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。
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。
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。
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。		 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。
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。
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。
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。
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。
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。		 レポートの問題を配布する。
授業評価詳細情報
到達目標及び観点／Learning Goal and Specific Behavioral Viewpoints
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
1 高度情報化社会において、光デバイスが果たす役割を理解する。 ○
2 半導体レーザの基本的な構造と動作原理を理解する。 ○
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、その解析方法を身につける。 ○ ○ ○ ○
4 光ファイバの基本的な構造と光導波の原理を理解する。 ○
5 光線方程式による多モード光ファイバの解析方法を身につける。 ○ ○ ○ ○
成績評価方法と基準／Evaluation of Achievement
※出席は2/3以上で評価対象となります。
No. 到達目標
／Learning Goal		 定期試験
／Exam.		 レポート（２回） ／Reports 学習態度／Learning attitude
1 高度情報化社会において、光デバイスが果たす役割を理解する。 ○ ○
2 半導体レーザの基本的な構造と動作原理を理解する。 ○ ○
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、その解析方法を身につける。 ○ ○
4 光ファイバの基本的な構造と光導波の原理を理解する。 ○ ○
5 光線方程式による多モード光ファイバの解析方法を身につける。 ○ ○
評価割合（％）
／Allocation of Marks		 80 20

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