到達目標
（科目コード：A1130，英語名：Applied Laser Engineering）（本科目は第１学期に実施する。週に２回行うので十分注意すること。授業計画の週は回と読み替えること。）
この科目は長岡高専の教育目標の(C)(D)と主体的に関わる。この科目の到達目標と、各到達目標と長岡高専の学習・教育到達目標との関連を、到達目標、評価の重み、学習・教育目標との関連の順で次に示す。①自然放出，誘導放出を理解すること。25% (C1) 、②反転分布、エネルギー準位図を理解すること。25% (C2) 、③気体・固体・半導体レーザの基本構成を理解すること。25% (D1) 、④材料プロセッシングにおけるレーザの応用を理解すること。25% (D1)
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 最低限の到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | 自然放出，誘導放出を詳細に説明できる。 | 自然放出，誘導放出を説明できる。 | 自然放出，誘導放出を概ね説明できる。 | 左記のレベルに達していない。 |
| 評価項目2 | 反転分布，エネルギー準位図を詳細に説明できる。 | 反転分布，エネルギー準位図を説明できる。 | 反転分布，エネルギー準位図を概ね説明できる。 | 左記のレベルに達していない。 |
| 評価項目3 | 気体・固体・半導体レーザの基本構成を詳細に説明できる。 | 気体・固体・半導体レーザの基本構成を説明できる。 | 気体・固体・半導体レーザの基本構成を概ね説明できる。 | 左記のレベルに達していない。 |
| 評価項目4 | 材料プロセッシングにおけるレーザの応用を詳細に説明できる。 | 材料プロセッシングにおけるレーザの応用を説明できる。 | 材料プロセッシングにおけるレーザの応用を概ね説明できる。 | 左記のレベルに達していない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
レーザ光は，干渉性，単色性，直進性，集光性，共鳴および非線形性など光としての特徴を最も純粋な形で保有した光である。このようなレーザ光の光として際だった特徴により，これまで不可能であった物理化学的手法，生体・医療，工学および産業技術における新手法が開発され，実用に供されつつある。本講義では，量子電磁光学の基礎から広範な産業技術への応用までを包含した講義を行う。
〇関連する科目：応用物理B（前々年後期履修）
授業の進め方・方法:
パワーポイントを使用して授業を進める。この科目は学修単位科目のため、事前・事後学習としてレポート課題などを実施する。
注意点:
本科目は本来、面接授業として実施を予定していたものであるが、新型コロナウィルス感染症の拡大による緊急事態において、必要に応じ遠隔授業として実施するものである。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
第１回: レーザの開発経緯について
第２回: 電子の性質について |
第１回: レーザの開発経緯について説明できる。（課題）レーザの開発経緯についての年表を作成する。
第２回: 電子の性質について説明できる。（課題）電磁界中における電子の運動についての演習を行う。
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| 2週 |
第３回: ボーアの原子モデルについて
第４回: 光の特性について |
第３回: ボーアの原子モデルについて説明できる。（課題）ボーアの量子条件・振動数条件から電子の軌道エネルギーを導出する。
第４回: 光の特性について説明できる。（課題）光の波長と電磁波の関係についてまとめる。
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| 3週 |
第５回: レーザの特徴について①
第６回: レーザの特徴について② |
第５回: レーザの指向性について説明できる。（課題）レーザの指向性についてまとめる。
第６回: レーザの単色性について説明できる。（課題）レーザの単色性についてまとめる。
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| 4週 |
第７回: レーザの原理について①
第８回: レーザの原理について② |
第７回: レーザの反転分布についてまとめる。（課題）レーザの反転分布についてまとめる。
第８回: レーザの誘導放出について説明できる。（課題）レーザの誘導放出についてまとめる。
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| 5週 |
第９回: レーザの原理について③
第１０回: 中間試験 |
第９回: レーザの増幅について説明できる。（課題）レーザの増幅についてまとめる。
第１０回: 中間試験を行う。（課題）レーザの発信原理についてまとめる。
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| 6週 |
第１１回: 中間試験解説・レーザの種類について
第１２回: レーザの応用について① |
第１１回: レーザの種類について説明できる。（課題）レーザの種類についてまとめる。
第１２回: レーザの応用例について調査する。（課題）レーザの応用例を報告する。
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| 7週 |
第１３回: レーザの応用について②
第１４回: レーザの応用について③ |
第１３回: レーザの応用例について調査する。（課題）レーザの応用例を報告する。
第１４回: レーザの応用例について調査する。（課題）レーザの応用例を報告する。
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| 8週 |
第１５回: レーザの応用について（報告会） |
第１５回: レーザの応用例についての報告会を行う。（課題）レーザの応用例について報告する。
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 電子工学 | 電子の電荷量や質量などの基本性質を説明できる。 | 5 | |
| エレクトロンボルトの定義を説明し、単位換算等の計算ができる。 | 5 | |
| 原子の構造を説明できる。 | 5 | |
| パウリの排他律を理解し、原子の電子配置を説明できる。 | 5 | |
評価割合
| 中間試験 | 報告会 | 合計 |
| 総合評価割合 | 60 | 40 | 100 |
| 基礎的能力 | 10 | 0 | 10 |
| 専門的能力 | 50 | 40 | 90 |