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光情報工学

科目
光情報工学
区分
電子工学科科目群
授業コード
54205
開設セメスター
6S
曜日・時限
秋 火/56
単位数
2単位
担当者名
月岡 邦夫
授業の概要
現在、ガラスファイバーを使った光通信、光ディスクによる情報記録など,光とエレクトロニクスを巧みに融合したいわゆるオプトエレクトロニクスの技術が日常生活の至る所で使われている。光情報工学の講義では、光の物理的性質、フォトダイオードなどの受光素子の原理、LED半導体レーザなどの発光素子の原理、光ファイバーの性質など、オプトエレクトロニクスの基礎を平易に論ずる。
到達目標
全授業に出席し、レーザの発振機構、半導体レーザの基本動作がある程度理解できれば[A]評価とする。
授業計画
テーマ
内容
授業を受けるにあたって
第1回目
光情報工学とは 授業の概要説明
オプトエレクトロニクスの歴史、光の物理的性質
シラバスを確認しておくこと.
第2回目
光と物質の相互作用 光と原子に束縛された電子の間の相互作用.双極子遷移.Web上の講義予稿の該当箇所を読んでおくこと.
第3回目
光の吸収・放出 量子状態間の遷移と光の吸収放出.放射遷移と非放射遷移.誘導放出,自然放出.アインシュタインの関係式 Web上の講義予稿の該当箇所を読んでおくこと.
第4回目
レーザの原理 反転分布、レーザの基本構成、電子回路とのアナロジー Web上の講義予稿の該当箇所を読んでおくこと.
第5回目
レーザの発振条件 振幅条件、位相条件、周波数引き込み Web上の講義予稿の該当箇所を読んでおくこと.
第6回目
レーザ光の特徴 レーザ光の可干渉性、単色性、指向性他 Web上の講義予稿の該当箇所を読んでおくこと.
第7回目
中間テスト 範囲は,第1回-第6回 Web上の講義内容をよく復習しておくこと.
第8回目
中間テストの解説
光エネルギーと電気エネルギーの変換(Ⅰ)
受光素子:フォトダイオード、フォトトランジスタ、太陽電池 Web上の講義予稿の該当箇所を読んでおくこと.
第9回目
光エネルギーと電気エネルギーの変換(Ⅱ)発光素子:LED(発光ダイオード)、半導体レーザ Web上の講義予稿の該当箇所を読んでおくこと.
第10回目
半導体レーザ(Ⅰ):開発の歴史半導体レーザ実用化の歴史.日本人研究者の寄与:室温CW発振の成功,青色レーザ.Web上の講義予稿の該当箇所を読んでおくこと.
第11回目
半導体レーザ(Ⅱ):基本構造 基本構造半導体レーザの発振原理.室温連続発振が出来ない理由. Web上の講義予稿の該当箇所を読んでおくこと.
第12回目
半導体レーザ(Ⅲ):実用半導体レーザ ヘテロ接合、DH(ダブルへテロ)レーザ,半導体レーザの電流変調、他 Web上の講義予稿の該当箇所を読んでおくこと.
第13回目
光ファイバー光ファイバーの材料と製法、光ファイバーの特性 Web上の講義予稿の該当箇所を読んでおくこと.
第14回目
期末テスト 範囲は,第8回-第13回 Web上の講義内容をよく復習しておくこと.
第15回目
テストの解説

教科書
使用しない。替わりに,Web上に講義予稿を公開しておくので,授業前に該当箇所を読んでおくこと.また,授業後に,その日の講義内容を同様に公開するので復習しておくこと.
参考文献
授業中に随時紹介する。
成績評価方法
小テスト,期末テスト及び出席率及による総合評価。
そのほか受講者への指示/メッセージ
物理学と数学の基礎,電子物性,を受講していないと理解が困難である.また,Webフォーラムを利用するのでその操作スキルが必須である.

更新日:01/21/2005
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