光エレクトロニクス

科目基礎情報

学校	苫小牧工業高等専門学校	開講年度	平成31年度 (2019年度)
授業科目	光エレクトロニクス
科目番号	228030	科目区分	専門 / 選択
授業形態	授業	単位の種別と単位数	学修単位: 1
開設学科	電気電子工学科	対象学年	5
開設期	後期	週時間数	後期:2
教科書/教材	[教科書]　陳 軍，山本 将史共著　「らくらく図解　光とレーザー」　オーム社　「参考図書」 桜庭 一郎，高井 信勝，三島 瑛人　共著 「光エレクトロニクスの基礎」 森北出版，桜庭 一郎著 「レーザ工学」 森北出版，大津 元一著 「光科学への招待」 朝倉書店，Max Born and Emil Wolf : "Principle of Optics", Cambridge Univ. Press, 1999, Amnon Yariv : "Optical Electronics in Modern Communications", Oxford Univ. Press, 1997, Eugene Hecht and Alfred Zajac : "Optics", Pearson Education, 2003.
担当教員	山田 進

到達目標

自然科学の基礎知識として，光の波動としての性質を理解し，その基本的な性質である光の屈折・回折・干渉について説明できる．次に、これらの波動光学の知識を光学素子などの設計に応用できる．また，光の応用技術で中核となるレーザーについて，その基礎を学び，自己の専門分野にとどまらず，境界領域での応用の際に基礎知識として活用でき、社会でどのように応用されているか理解できる．

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	未到達レベルの目安
評価項目1	古典的な光の粒子説と波動説から量子論での粒子性と波動性を十分に説明できる．	量子論での光の粒子性と波動性を説明できる	量子論での光の粒子性と波動性を説明できない．
評価項目2	光の屈折・回折干渉について十分説明できる	光の屈折・回折干渉について説明できる	光の屈折・回折干渉について説明できない
評価項目3	レーザー発振の原理が十分に説明できる	レーザー発振の原理が説明できる	レーザー発振の原理が説明できない
評価項目4	レーザー技術の応用例がいくつか説明できる	レーザー技術の応用例が一つは説明できる	レーザー技術の応用例が説明できない

教育方法等

概要:

光エレクトロニクスは，レーザー技術を中心にした光学（オプティクス）と電子工学（エレクトロニクス）の複合領域であり，光通信や光記録，光情報処理など，その応用範囲広い．最初に古典的な光学のホインヘンスの原理を学び，光の特性を学ぶ．次に光子としての現代的な扱いを学ぶ．最後にレーザー発振についての原理を学び，いくつかの応用例を理解する．

授業の進め方・方法:

授業は，基本的に講義形式で進行する．この科目は学修単位科目のため，事前・事後学修として演習課題を課します．
演習課題は自学自習時間を用いて行うこと．
15時間の自学自習時間が単位取得において必要であるので，予習と復習と演習課題をその時間内に行うこと．
到達目標に関する内容の試験および課題レポートによって、評価項目1から4に基づいて総合的に達成度を評価する．定期試験80%、演習および課題レポート20%とし、合格点は60点以上とする。また、必要と判断した場合には再試験を行う．
「関連科目」応用物理，応用数学，電気磁気学Ⅰ，Ⅱ，電磁波工学，電子デバイスⅠ，Ⅱ

注意点:

本科目は学修単位であり，15時間の自学自習時間が義務づけられている．

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	光と人間のかかわり光速の測定の歴史	光が人間とどのようにかかわってきたのかが説明できる．
		2週	光とは	光の基本的性質（波動説と粒子説など）が説明できる
		3週	光の屈折と全反射．エバネッセント光	光の屈折と全反射．エバネッセント光の基本的事項が説明できる．
		4週	光の屈折と干渉．二重スリットの実験	光の回折・干渉が説明でき，二重スリットの実験原理が説明できる．
		5週	レンズと光学機械	レンズの作用と，基本的な光学機械のいくつかについて説明できる．
		6週	発光素子と受光素子	発光素子と受光素子の基礎事項がが説明できる．
		7週	半導体と光の相互作用	半導体のバンド構造をもとに光との相互作用を説明できる．
		8週	光の自然放出と誘導放出，アインシュタインの関係式	光の自然放出と誘導放出の基本事項を説明ができる．
	4thQ
		9週	理解度確認テスト	理解度を確認するためにテストを行う．
		10週	レーザーの基礎	コヒーレンスなどのレーザー光の基本的性質を説明できる．
		11週	光共振器と光増幅	光共振器と光増幅の基礎事項を説明できる．
		12週	レーザーの発振	レーザー発振に必要な３つの要素について説明できる．
		13週	レーザーの種類	半導体レーザーを主としたレーザーの種類について説明できる．
		14週	レーザーの応用と光ファイバー（通信）	光ファイバーを用いた通信について説明できる．
		15週	レーザーの応用技術（計測・微細加工など）	レーザーの応用について，そのいくつかを説明できる．
		16週

評価割合

	試験	確認テスト	課題	態度	ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	80	20	0	0	0	0	100
基礎的能力	40	10	0	0	0	0	50
専門的能力	40	10	0	0	0	0	50
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0