光応用工学論

科目基礎情報

学校 小山工業高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 光応用工学論
科目番号 0011 科目区分 専門 / 選択
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 複合工学専攻(電気電子創造工学コース) 対象学年 専1
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 西原 浩 他著 「光エレクトロニクス入門(改訂版)」 コロナ社
担当教員 鹿野 文久

到達目標

1.レーザー光について説明でき、演習問題を解くことができる。
2.光導波路について説明ができ、演習問題を解くことができる。
3.レーザー発振器について説明ができ、演習問題を解くことができる。
4.光制御素子の原理と応用が説明できる。

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
レーザー光について説明でき、演習問題を解くことができるレーザー光について正確に説明でき、演習問題を正確に解くことができるレーザー光についてほぼ説明でき、演習問題をほぼ解くことができるレーザー光についての説明や、演習問題を解くことができない。
光導波路について説明ができ、演習問題を解くことができる。光導波路について正確に説明でき、演習問題を正確に解くことができる光導波路についてほぼ説明でき、演習問題をほぼ解くことができる光導波路についての説明や、演習問題を解くことができない。
レーザー発振器について説明ができ、演習問題を解くことができる。レーザー発振器について正確に説明でき、演習問題を正確に解くことができるレーザー発振器についてほぼ説明でき、演習問題をほぼ解くことができるレーザー発振器についての説明や、演習問題を解くことができない。
光制御素子の原理と応用が説明できる。光制御素子の原理と応用が正確に説明できる。光制御素子の原理と応用がほぼ説明できる。光制御素子の原理と応用がほぼ説明できない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 ④ 説明 閉じる
JABEE (A) 説明 閉じる

教育方法等

概要:
単色性、コヒーレンシィ、指向性が極めて高いレーザ光を如何にして操作できるのか、講義を通じて理解し、実社会の様々なエンジニア分野で活用できるようにする。
授業の進め方・方法:
下記2項目の加重平均によって評価する。
    1.定期試験成績の評価点(80%)、 2.課題の内容(20%)
ただし、問題や課題の解答内容は60%以上の評価のものの平均値を評価に加味する。
注意点:
参考書  藤岡・小原・齋藤 「光・量子エレクトロニクス」 コロナ社 (1991)
     藤岡顕也 「オプトロニクス入門 改訂2版」 オーム社 (1991)

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 レーザー光の基礎 レーザー光の単色性・指向性について理解する
2週 波動光学の基礎 光の波動方程式・マクスウェルの方程式について理解する
3週 光の反射と屈折 光の平面波・直線偏光・円偏光・楕円偏光・ホインヘンスの原理・ブルスター角について理解する
4週 光の干渉とコヒーレンス 時間的コヒーレンス・空間的コヒーレンスについて理解する
5週 光の回折と集光 フレンネル回折・フラウンホーファ回折・ブラッグ回折・レンズによる集光について理解する
6週 光導波路の基礎
光導波路の導波モード
光波の閉じ込め・スラブ光導波路・TE/TMモード・エバネッセント波について理解する
7週 光ファイバとフォトニクス結晶 単一モード・多モード光ファイバ、フォトニクス結晶について理解する
8週 レーザー発振の基礎 光波と電子の相互作用・自然放出・誘導放出・反転分布・光共振器について理解する
2ndQ
9週 レーザーの種類 気体レーザー・個体レーザー・半導体レーザーについて理解する
10週 光受動素子 偏光素子・波長フィルタ・光検出器について理解する
11週 光変調1 光強度変調・光ビーム走査について理解する
12週 光変調2 光パルス伝送・波長変換・パルス圧縮について理解する
13週 光計測 距離計測・変位計測・速度計測について理解する
14週 レーザー応用機器 バーコード読取システム・レーザービームプリンタについて理解する
15週 期末試験
16週

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

評価割合

試験課題合計
総合評価割合8020100
基礎的能力000
専門的能力8020100
分野横断的能力000