【 2006 年度 授業概要】

科　　　目			光電子工学 ( Optoelectronics )
担当教員			林 昭博
対象学年等			電子工学科・5年・後期・選択・1単位 ( 学修単位I )
学習・教育 目標			工学系複合プログラム	ＪＡＢＥＥ基準１（１）
			A4-2(100%)	(d)1,(d)2-a,(d)2-d,(g)
授業の概要 と方針			光の増幅，レーザの発振条件と発振モード，ガウスビーム波，偏光，干渉とコヒーレンスなどの光の性質，および各種レーザの構造，発振原理，特徴等を理解し，光エレクトロニクスの基礎を修得する。
到 達 目 標		1	【A4-2】　 光の増幅とレーザ発振の原理，光共振器とレーザの発振モードを理解し，説明できる。
		2	【A4-2】　 光の波動パラメータ，ガウスビーム波，偏光，干渉とコヒーレンスなどの光の性質を理解し，説明できる。
		3	【A4-2】　 気体レーザ，液体レーザ，固体レーザ，半導体レーザなど，各種レーザの構造，発振原理，特徴等を理解し，説明できる。
		4
		5
		6
		7
		8
		9
		10
評 価 方 法 と 基 準	到 達 目 標 毎	1	誘導放出・反転分布と光の増幅，3準位レーザと4準位レーザ，レーザの発振条件，光共振器とレーザの縦モード・横モードの理解度を中間試験とレポートにより評価する。
		2	光の波動パラメータ，ガウスビーム波の光強度分布，直線偏光と円偏光，干渉とコヒーレンスなど，光の性質の理解度を中間試験とレポートにより評価する。
		3	気体レーザ，液体レーザ，固体レーザ，半導体レーザの構造，エネルギー準位と反転分布の形成法，特徴等の理解度を定期試験とレポートにより評価する。
		4
		5
		6
		7
		8
		9
		10
	総 合 評 価		成績は，試験90%　レポート10%　として評価する．試験は中間試験と定期試験の平均である。
テキスト			「光電子工学入門」：林 昭博 編著（槇書店）
参考書			「光エレクトロニクス入門」：福光於莵三 著（昭晃堂）
関連科目			半導体工学(本科4年)，光波電子工学(専攻科1年)
履修上の 注意事項

【授業計画（ 光電子工学 ）】

週	上段：テーマ／下段：内容（目標、準備など）
1	ガイダンスおよび光波
	授業の進め方，到達目標と評価方法などを説明する。また，電磁波としての光波の位置付けと電磁波発生デバイスを理解する。
2	光の波動パラメータ，光の誘導放出
	光の空間伝搬における波動としてのパラメータを理解する。また，光の放出と吸収過程として自然放出，誘導吸収，誘導放出を理解する。
3	光の増幅，3準位レーザと4準位レーザ
	2準位系における伝搬による光強度の変化を求め，光の増幅条件としての反転分布を理解する。また，反転分布の実現法としての3準位レーザと4準位レーザを学習し，3準位レーザと4準位レーザにおけるエネルギー準位の役割を理解する。
4	レーザ発振器とレーザの発振条件，ファブリ・ペロー共振器
	レーザ発振器の構成を理解し，レーザの発振条件を求める。また，光共振器としてのファブリ・ペロー共振器の共振特性を求める。
5	レーザの発振モード
	ファブリ・ペロー共振器の共振特性よりレーザ発振の縦モードを考察する。また，レーザ発振における縦モード，横モードの意味を理解する。
6	ガウスビーム波，偏光
	レーザ発振器から得られる光であるガウスビーム波の基本モードの電界分布とスポットサイズを理解する。また，直線偏光，円偏光，だ円偏光における光の電界ベクトルの変化を理解する。
7	光の干渉
	ヤングの干渉実験を例にして，光の干渉による干渉縞の強度変化を求める。
8	中間試験
	中間試験までの授業内容に関する試験を行う。出題方針は試験前に通知する。
9	中間試験解答，光のコヒーレンス
	中間試験の結果を確認する。また，干渉のしやすさを表す時間的コヒーレンスと空間的コヒーレンスの意味を理解する。
10	気体レーザ(1)
	He-Neレーザの構造，エネルギー準位と反転分布の形成法，発振波長，特徴，用途などを理解する。
11	気体レーザ(2)
	P偏光・S偏光とブルースタの法則を学習し，He-Neレーザにおけるブルースタ窓の働きを理解する。また，アルゴンレーザの構造，発振波長，特徴，用途などを理解する。
12	気体レーザ(3)，液体レーザ
	炭酸ガスレーザの構造，炭酸ガス分子の振動モード・エネルギー準位と反転分布の形成法，発振波長，特徴，用途などを理解する。また，液体レーザである色素レーザのエネルギー準位の特徴，波長可変レーザの構成法を理解する。
13	固体レーザ
	固体レーザであるルビーレーザの構造，エネルギー準位と反転分布の形成法，発振波長，およびYAGレーザの構造，特徴，用途などを理解する。また，固体レーザから単一の大出力パルスを取り出すQスイッチ法を理解する。
14	半導体レーザ(1)
	半導体レーザを理解する上での基礎となる半導体のバンド構造と発光，直接遷移と間接遷移，化合物半導体の発光波長と屈折率分布，活性層などを理解する。
15	半導体レーザ(2)
	二重ヘテロ接合半導体レーザの構造，エネルギー準位，屈折率分布などを学習し，ヘテロ接合の形成，キャリヤの閉じ込め効果，光波の閉じ込め効果，光共振器，ストライプ構造，レーザ発振，出力特性とスロープ効率などを理解する。
備 考	中間試験および定期試験を実施する．